肥大细胞糜酶的研究现状

综㊀㊀述

肥大细胞糜酶的研究现状∗

王㊀茹１,熊梓汀２,张振宇１综述,岑㊀瑛１ә审校

(１．四川大学华西医院美容整形烧伤科,四川成都６１００００;２．成都中医药

大学医学与生命科学学院,四川成都６１００００)

㊀㊀[关键词]㊀肥大细胞;㊀丝氨酸内肽酶类;㊀糜酶;㊀血管紧张素;㊀糜酶抑制剂;㊀综述

D O I:１０．３９６９/j．i s s n．１００９Ｇ５５１９．２０１９．０３．０１８中图法分类号:R３２９

文章编号:１００９Ｇ５５１９(２０１９)０３Ｇ０３８５Ｇ０４文献标识码:A

㊀㊀糜酶是肥大细胞分泌的主要中性蛋白酶之一,是近年来关注度较高的一种糜蛋白样的丝氨酸蛋白酶.其与心血管㊁肝肾㊁代谢疾病等都有密切的关系,是血管紧张素Ⅱ(A n gＧⅡ)生成途径中特别是局部组织生成途径中的重要酶类.本文就国内外肥大细胞糜酶的研究进展综述如下.

１㊀糜酶的特性

㊀㊀糜酶具有种间差异,在人类肥大细胞是相对分子质量为２９ˑ１０３的糖蛋白,其２个糖链通过３个二硫键相互连接,含有和另外一些丝氨酸蛋白酶一致的八肽保守序列及类似的三联氨基酸催化活性中心.糜酶的基因位于人类１４号染色体,其全长达３k b,包括了５个外显子及４个内含子.从D N A结构分析上来看,糜酶和已知的丝氨酸蛋白酶表现出高度同源性[１].在非啮齿动物哺乳动物中,仅发现α型的糜酶基因,其会选择性水解A n g底物A n gＧ(１Ｇ１２)和A n gⅠ,从而产生A n gⅡ[２].

糜酶大部分存在于人类肥大细胞(M a s t c e l l s)㊁内皮细胞㊁间质细胞及细胞间质中,其最适p H值为７．０~９．０,能催化的底物包括A n gⅠ和神经紧张素(N T),糜酶抑素㊁大豆胰蛋白酶抑制剂(S B T I)㊁苯甲基磺酰氟(P M S F)㊁糜蛋白酶抑制剂(Z I G P F M和T P C K)等物质,且能抑制其活性.

糜酶以无活性的前体形式存在于肥大细胞内(p H值为５．５),当各种刺激(如导管损伤㊁移植物或其他刺激等)作用于组织时,肥大细胞通过脱颗粒的形式释放糜酶至细胞外细胞间质(p H值为７．４),同时由二肽基肽酶Ⅰ(D P P I)激活.因此,在正常组织中糜酶并不具有酶活性,只有在炎性反应的组织里,通过刺激肥大细胞后才能观察到均有活性的糜酶.换句话说,正是由于在正常组织中的糜酶不具有活性,使用糜酶抑制剂时也无相应的靶向点,所以,糜酶抑

制剂的临床应用应该有较高的安全性.

２㊀糜酶的作用

２．１㊀糜酶在A n gⅡ生成中的作用㊀过去被普遍接受的A n gⅡ的经典生成途径:由肾脏近球旁器生成的肾素,将来源于肝脏的血管紧张素原转化为A n gⅠ, A n gⅠ在肺血管来源的血管紧张素转化酶(A C E)催化下进一步转化为A n gⅡ及A n gⅢ,A n gⅡ通过血管紧张肽受体１(A T１)和A T２来发挥作用.A T１多在成年人中表达,主要是周围组织和脑组织,其作用为加强心血管收缩,使心血管系统的平滑肌肥厚,增加肾脏钠的重吸收等.A T２多在胎儿中表达,在成年人心血管发生病理改变时表达增加,在成年人的心㊁脑㊁肾上腺㊁内皮等中少量表达.

研究显示,血管紧张素转化酶抑制剂(A C E I)不能完全阻断A n gⅡ的生成,而血管紧张素受体拮抗剂(A R B)则可完全抑制A n gⅡ的效应;另外临床中使用A C E I治疗部分疾病时效果欠佳,上述这些均暗示有可能存在A C E以外的A n gⅡ生成途径.目前的研究已证实这种猜测,实际上有糜酶㊁组织蛋白酶(C a t h e p s i nG)㊁张力素(T o n i n),激肽释放酶(K a lＧl i k r e i n)等有多种非A C E依赖的A n gⅡ生成途径,而这些又以糜酶途径为主[３Ｇ４].

很长一段时间,大家都认为在A n gⅡ生成途径中,A n gⅠ是唯一的底物.但新的肾素Ｇ血管紧张素系统(R A S)家族成员A n gＧ(１Ｇ１２)的发现改变了这一概念.A n gＧ(１Ｇ１２)和A n gⅠ的氨基酸序列相似,但在C 端略有不同.研究也证明了在心血管疾病的大鼠和人类中,A n gＧ(１Ｇ１２)的浓度更高[５Ｇ６].现在也有研究证实,在人类心脏组织细胞的体外实验中,通过糜酶转换A n gＧ(１Ｇ１２)和A n gⅠ生成的A n gⅡ远比A C E 更高效[２].而更有实验进一步证实,在人类和啮齿类动物中,A n gＧ(１Ｇ１２)是糜酶作用下生成A n gⅡ的主要

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现代医药卫生２０１９年２月第３５卷第３期㊀JM o dM e dH e a l t h,F e b r u a r y２０１９,V o l．３５,N o．３

∗基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(８１５０１６７３);四川省科学技术厅应用基础研究项目(２０１７J Y０３３５).ә㊀通信作者,EＧm a i l:５５０２３０１３０＠q q．c o m.

底物,而非A n gⅠ[７],见图１.

图１㊀㊀A n gⅡ在组织和循环中的主要生成途径２．２㊀糜酶的其他作用㊀糜酶除了上述作用外,还能使转化生长因子Ｇβ(T G FＧβ)和基质金属蛋白酶(MM PＧ９)转化为有活性的形式,而这２种因子在组织

炎性反应㊁纤维化中都能有重要作用.因此,糜酶抑制剂可能不仅仅是从A n gⅡ生成途径中发挥作用,还能通过对T G FＧβ和MM PＧ９作用来避免机体的组织器官产生相应的病理改变.另外,肥大细胞脱颗粒后,糜酶可以通过白细胞介素㊁内皮素㊁低密度脂蛋白等使组织重构.

３㊀糜酶的研究现状

３．１㊀糜酶与心血管疾病相应病理生理研究㊀糜酶在心血管疾病的病理生理过程中发挥了重要的作用,包括了动脉粥样硬化,心脏重塑和心律失常等[２].目前,临床上广泛地使用A C E I和A R B来干预心血管疾病,但越来越多的临床证据表明R A S阻断剂延缓疾病进程的作用有限.所以,很多人把目光聚焦在了R A S细胞内分泌的信号途径上,希望通过研究新发现的A n gＧ(１Ｇ１２)/糜酶轴来解释心脏重塑的病理改变[８Ｇ９].最开始是人们发现在自发性高血压大鼠模型中,心肌细胞内的A n gＧ(１Ｇ１２)会升高,紧接着A n gⅠ和A n gⅡ也会有相应的变化,但是血管紧张素原却没有相应的趋势改变.在后续的研究中,A n gＧ(１Ｇ１２)被证实是细胞内生成A n gⅡ的前体物质,而且其生成的调节机制独立于循环R A S,并不依赖于肾素[８].而糜酶则在A n gＧ(１Ｇ１２)和A n gⅠ转换为A n gⅡ中发挥了重要的作用[２].其中,A n gＧ(１Ｇ１２)是糜酶作用下生成A n gⅡ的主要底物,而非A n gⅠ[７Ｇ８].A n gＧ(１Ｇ１２)/糜酶轴是一个独立的,非经典的,局限于组织的信号系统,其作用是负责心肌细胞中A n gⅡ的产生及细胞内自分泌病理机制的调节.A n gＧ(１Ｇ１２)/糜酶轴独立于循环R A S,所以在A C E I和A R B作用时,其仍然能在细胞内产生A n gⅡ,后者与细胞内的A n gⅡ１型受体结合,从而产生一系列的生物学效应[４].

除此之外,糜酶能促进大鼠心脏成纤维细胞增殖和胶原合成.H O O S H D A R A N等[１０]研究发现,糜酶在心肌重塑的过程中,对心肌成纤维细胞和心肌细胞有相反的作用.对于心肌成纤维细胞,糜酶会促进黏着斑(F A)信号的激活,促进心肌成纤维细胞迁移和分化.但对于心肌细胞,糜酶能明显下调F A信号和心肌细胞的退变.在这样一个双重调节的机制下,使用糜酶抑制剂处理早期缺血Ｇ再灌注损伤的小鼠,会降低心肌细胞胶原的沉积和心肌细胞的退变,保存更好的心室功能.在体外实验中,K A R E I N E N等[１１]发现,糜酶可以通过酶解的作用,去掉载脂蛋白AＧ１(a p o AＧⅠ)结构的C端,从而降低a p o AＧⅠ促进血管内皮修复迁移的能力.在大鼠不同年龄组的模型中发现,随年龄增长,心脏中A n gⅡ的生成增加,这是通过糜酶来调节的,而通过运动则可以逆转这一改变[１２].

３．２㊀糜酶与皮肤疾病㊀糜酶在过敏性炎性反应中,可以作为趋化因子募集肥大细胞,并刺激其分泌糜酶,从而形成一种自身放大的效应[１３].C H E N等[１４]发现,通过激活T G FＧβ１/S m a d s信号通路,糜酶能够促进增生性瘢痕成纤维细胞的增殖和胶原合成.小型猪的增生性瘢痕模型中发现,外周瘢痕组织中糜酶的活性高于中央瘢痕组织[１５].糜酶也存在于瘢痕疙瘩组织中,且其活性明显高于正常皮肤组织[１６].３．３㊀糜酶与代谢㊀基质金属蛋白酶类以非活性的形式被分泌,在细胞外被激活,从而在细胞外基质代谢中发挥作用.胶原酶是其中的一种,而糜酶能水解前胶原酶的相关肽键,使其转化为有活性的胶原酶及其前肽,且其活力与时间㊁浓度呈正相关;上述步骤中的激活失控,都会导致基质代谢的异常化,发生相关的疾病.研究发现,在风湿性关节炎㊁骨关节炎㊁肿瘤侵袭转移㊁牙周炎等疾病中,均有此类代谢异常[１７Ｇ１８],因此可以推测出糜酶在基质代谢中也扮演了重要的角色.在中国一项针对糖尿病和(或)代谢综合征中老年患者的研究中,共纳入３４０例患者,他们表现出不同程度的炎性或免疫相关的因子异常,其中就包括了肥大细胞糜酶[１９].

由糜酶介导的在局部组织生成的A n gⅡ可能是糖尿病视网膜病变的其中一个病理生理因素.糖尿病患者的玻璃体液中,检测到的糜酶活性相较健康群体增高[２０].而在过敏性结膜炎中[２１],糜酶会和组胺一样,在接触过敏原后即迅速升高,而且二者都被糜酶抑制剂(O N OＧWHＧ２３６)降低水平.在特发性黄斑裂孔患者的玻璃体中也可以检测到糜酶活性的增高.而在猴子的玻璃体黄斑区注射糜酶后,会诱导其纤维化和凋亡.

在对糖尿病小鼠的研究中发现,内皮素Ｇ１(１Ｇ３８)能明显加强糖尿病小鼠入球小动脉的血管收缩,而糜

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