妊娠相關(guān)蛋白A參與不穩(wěn)定性動脈粥樣硬化斑塊的機制

胡濤 胡波

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妊娠相關(guān)蛋白A參與不穩(wěn)定性動脈粥樣硬化斑塊的機制

胡濤 胡波

動脈粥樣硬化是心腦血管疾病最為重要的病變基礎(chǔ)，不穩(wěn)定斑塊的破裂形成栓子可直接導(dǎo)致急性、嚴重性的心腦血管疾病事件[1-2]。因此，使用有效的實驗室檢查及影像學(xué)檢查手段早期篩查出患者的不穩(wěn)定動脈粥樣硬化斑塊具有重大意義。繼Bayes-Genis A等[3]在2001年提出妊娠相關(guān)蛋白A(pregnancy-associated plasma protein-A，PAPP-A)是不穩(wěn)定動脈粥樣硬化斑塊和急性冠脈綜合征的標(biāo)記物后關(guān)于PAPP-A調(diào)控動脈粥樣硬化進展的機制以及其對急性心腦血管疾病的作用出現(xiàn)了大量的基礎(chǔ)及臨床研究。本研究就PAPP-A參與不穩(wěn)定性動脈粥樣硬化斑塊進展的機制展開綜述。

1 妊娠相關(guān)蛋白A的生物學(xué)特性

妊娠相關(guān)蛋白A是T.M.Lin等[4]在上世紀七十年代于妊娠婦女血漿中發(fā)現(xiàn)的一種與胎盤功能異常相關(guān)的物質(zhì)，它是胰島素樣生長因子軸(insulin-like growth factors axis，IGF axis)的一員，也是一種新發(fā)現(xiàn)的鋅離子結(jié)合基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMP)。PAPP-A基因位于人類第9號常染色體上(9q33.1)，基因位點IVS6+95 (C/G)存在多態(tài)性，包括GG、CG和CC三種基因型，Park等[5]發(fā)現(xiàn)IVS6+95CC和GC的人群罹患急性心肌梗死的概率要高于IVS6+95GG人群，說明IVS6+95C等位基因是急性心肌梗死的獨立危險因素。這提示在基因水平PAPP-A可以參與急性心血管事件的調(diào)控。

PAPP-A在各組織中廣泛分布，既存在于睪丸、子宮內(nèi)膜等生殖組織中，也存在于腎、結(jié)腸等組織中；既可由血管平滑肌細胞、巨噬細胞、成纖維細胞分泌，也可以由卵泡膜細胞、蛻膜細胞、胎盤滋養(yǎng)層的合體細胞等生殖細胞分泌[6、7]，因此PAPP-A早已超出了“與妊娠相關(guān)的”范圍。細胞分泌PAPP-A在血漿中有2種形式，即①異源四聚體形式：為一2:2的異源四聚體,包括2分子PAPP-A蛋白質(zhì)亞基和2分子的嗜伊紅主要堿性蛋白前體(prepro-eosinophil granule major basic protein，proMBP)，這兩者之間通過二硫鍵連接，形成PAPP-A/proMBP[8-9]，主要存在于妊娠婦女血漿中，不具有水解酶的活性；②同源二聚體形式：由2分子PAPP-A蛋白質(zhì)亞基構(gòu)成，存在于男性和非妊娠女性的血漿中，具有水解酶的活性。Qin等[10]研究發(fā)現(xiàn)與動脈粥樣硬化相關(guān)的為同源二聚體形式的PAPP-A。

PAPP-A的1個亞基包含1547個氨基酸殘基，分子量20～25 Kd，包括5個主要的功能區(qū)[11]，由氮末端到碳末端依次是①G樣層粘連蛋白(laminin G-like，LG)區(qū)，含243個氨基酸殘基，能夠起到穩(wěn)定蛋白水解區(qū)的作用；②蛋白水解區(qū)，約含350個氨基酸殘基，是最主要的功能區(qū)，主要依賴于2個Lin12 / Notch重復(fù)模塊( Lin12 / Notch repeats,LNR)來發(fā)揮水解清除胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白(insulin-like growth factor binding proteins，IGFBPs)的作用；③功能未知區(qū)，約含540個氨基酸殘基；④5個非連續(xù)性的補體調(diào)控蛋白區(qū)( complement control protein，CCP)，約含300個氨基酸殘基，它可以增強妊娠相關(guān)蛋白A與細胞表面的接觸能力；⑤碳末端區(qū)，約由70個氨基酸殘基組成，包含1個Lin12 / Notch重復(fù)模塊( Lin12 / Notch repeats,LNR)，可能與PAPP-A的水解作用有關(guān)。

2 PAPP-A與不穩(wěn)定斑塊的相關(guān)性

在Bayes-Genis A等[3]提出PAPP-A可以作為不穩(wěn)定斑塊和急性冠脈綜合癥的診斷指標(biāo)后PAPP-A在心腦血管病中的研究逐漸增多。Giuseppe SangiorgiG等[12]選取了72例因為腦血管病而接受頸動脈內(nèi)膜切除術(shù)的患者，并用酶聯(lián)免疫法測定了血漿中PAPP-A的含量、用PCR法測定了組織中的PAPP-A的含量，結(jié)果顯示穩(wěn)定斑塊患者、不穩(wěn)定斑塊患者、發(fā)生過纖維帽破裂并形成血栓的患者，3組人群血漿內(nèi)PAPP-A的水平分別為(4.02±0.18)、(7.43±0.97)、(6.97±0.75) mIU/L 。而在上述3組人群經(jīng)手術(shù)所取出的斑塊組織中PAPP-A的平均分值分別為(0.62±0.06)、(2.54±0.14)、(2.71±0.12) mIU/L。發(fā)現(xiàn)PAPP-A是不穩(wěn)定頸動脈粥樣硬化斑塊的標(biāo)記物。

3 PAPP-A調(diào)控動脈粥樣硬化進展的機制

如前所述，PAPP-A是胰島素樣生長因子軸(IGF axis)的一員。 胰島素樣生長因子軸(IGF axis)包括胰島素樣生長因子(IGF)、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白(IGFBP)、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白水解酶。而在這里根據(jù)其含量及生物學(xué)活性，我們所要研究的IGF主要指IGF-1，IGFBP主要指IGFBP-4，蛋白水解酶則主要指PAPP-A。PAPP-A調(diào)控動脈粥樣硬化進展主要通過以下途徑：

3.1 PAPP-A水解清除IGFBP-4，釋放IGF

生理狀態(tài)下IGFBP-4通過與IGF相結(jié)合而釋放IGF，即PAPP-A在蛋氨酸-135 (Met-135)/賴氨酸-136/(Lys-136)兩處裂解IGFBP-4[13]，從而釋放IGF，使其與相應(yīng)受體結(jié)合，并啟動特定的信號通路。然而，IGF的增多在動脈粥樣硬化的形成和發(fā)展中的作用存在矛盾。

一部分觀點認為，IGF是促進動脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定進展的因子。Bayes-Genis A等[14]在2000年提出IGF與其受體結(jié)合后可以通過以下幾條途徑促進動脈粥樣硬化進展：①促進血管平滑肌細胞的增生、遷移和細胞外基質(zhì)的合成，從而加重管腔狹窄；②促進巨噬細胞吞噬氧化的低密度脂蛋白(oxLDL)形成泡沫細胞，并釋放炎癥介質(zhì)及趨化因子，從而加速纖維帽的破裂和脂質(zhì)核心的擴大；③促進內(nèi)皮細胞遷移、重塑，在斑塊內(nèi)形成新的通透性較高的毛細血管網(wǎng)，加速斑塊的不穩(wěn)定；另一部分觀點則認為，IGF是阻止動脈粥樣硬化斑塊不穩(wěn)定進展的因子。例如Conti等[15]在2004年提出在損傷的組織或血管中IGF-1能增加一氧化氮(NO)合成，從而減少內(nèi)皮細胞的損害、抑制粥樣硬化斑塊的進展，并最終阻止代謝綜合征以及缺血性心肌損害的發(fā)生。Higashi等[16]于2009年提出IGF調(diào)控粥樣硬化斑塊進展的機制可能在于①在血管內(nèi)皮細胞中IGF-1能夠通過兩條途徑激活一氧化氮合酶(eNOS)促進一氧化氮(NO)的產(chǎn)生，即直接磷酸化eNOS和上調(diào)四羥基聯(lián)苯(BH4)的表達。其中BH4可為eNOS發(fā)揮催化作用時提供電子，是該酶極為重要的輔助因子。與此同時，IGF-1還能上調(diào)抗氧化作用的酶如谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)和超氧化物歧化酶(SOD)而發(fā)揮抗氧化應(yīng)激，進而抗炎和抗動脈粥樣硬化的作用；②在平滑肌細胞中IGF-1能夠通過PI3-K/AKt途徑磷酸化BCL-2抗凋亡蛋白，從而阻止氧化應(yīng)激所導(dǎo)致的細胞凋亡；③在動脈粥樣硬化斑塊中IGF-1可以減少巨噬細胞分泌TNF-α和I L-6。另外，脂蛋白酯酶(LPL)能促進巨噬細胞攝取低密度脂蛋白，而IGF-1能減少巨噬細胞表達LPL，從而減慢動脈粥樣硬化的進展。

因此，關(guān)于PAPP通過調(diào)控IGF不同時期對動脈粥樣硬化進展的不一致作用，可能與不同條件、不同細胞及不同模型有關(guān)，但其具體機制仍有待進一步研究。

3.2 PAPP-A發(fā)揮金屬基質(zhì)酶的作用

PAPP-A是一種新發(fā)現(xiàn)的鋅離子結(jié)合基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)，然而與其它具有鋅指蛋白結(jié)構(gòu)的MMPs超家族成員相比，PAPP-A的鋅結(jié)合單元與甲硫氨酸結(jié)合單元之間氨基酸的數(shù)目更多，并且鋅結(jié)合基因序列中的第3個H殘基之后特異的殘基也與一般的MMP不同，所以PAPP-A屬于pappalysins這一類新家族[17]。PAPP-A作為一種MMP，具有該類蛋白酶的共性[18]，它能夠降解細胞外基質(zhì)、粥樣斑塊纖維帽的膠原纖維及彈力纖維，從而加重粥樣斑塊的不穩(wěn)定性，使其在血流動力學(xué)發(fā)生變化時更易破裂。Bayes-Genis等[3]對因急性冠脈綜合征而猝死的8例患者在死后的24 h內(nèi)進行了尸檢，發(fā)現(xiàn)在薄纖維帽、大脂質(zhì)核心的不穩(wěn)定斑塊的血管內(nèi)皮細胞、平滑肌細胞及細胞質(zhì)中PAPP-A大量表達，而在穩(wěn)定性動脈粥樣硬化斑塊中則表達很少。這一研究也提示了PAPP-A能夠發(fā)揮MMP酶的作用，加重粥樣斑塊的不穩(wěn)定性。

3.3 PAPP-A基因多態(tài)性的影響

PAPP-A基因位于人類第9號常染色體上(9q33.1)，基因是IVS6+95(rs13290387)，它主要有GG、CG、CC三個基因型。Park,Youn等[5]在平均年齡為(62.2±11.4)歲的170例急性心肌梗死患者和相匹配的平均年齡為(62.6±10.4)歲的170名健康人群中檢測了IVS6+95 (C/G)的基因型，運用多元統(tǒng)計回歸分析的方法在排除了性別、年齡、吸煙、高血壓病、糖尿病、高脂血癥的影響后IVS6 + 95 C基因型可以增加急性心肌梗死的發(fā)生(CG，OR：2.13；95%CI：1.12～4.07；CC，OR：1.89；95%CI：1.14～1.36；P=0.015)。IVS6+95 C基因型是急性心肌梗死的一個獨立危險因子。Ruixia等[19]在北方漢族人群中也做了類似的研究，最后得出在IVS6+95(rs13290387)CC基因型的北方漢族人群中PAPP-A的水平與腦卒中密切相關(guān)。前文已述不穩(wěn)定動脈粥樣硬化斑塊的進展是導(dǎo)致急性心腦血管疾病的重要原因，故以上研究說明IVS6 + 95 C基因型患者的動脈粥樣硬化斑塊較其它基因型者更易進展。但不同基因型所導(dǎo)致的PAPP-A在蛋白水平的差異目前尚缺乏相應(yīng)的研究。

3.4 其它作用

Bayes-Genis等[3]研究發(fā)現(xiàn)，在冠心病患者血漿中PAPP-A的含量與C反應(yīng)蛋白(CRP)的含量變化呈顯著的相關(guān)性，而與肌鈣蛋白I(TNI)和肌酸激酶KB(CK-MB)的含量變化則沒有明顯關(guān)系，這提示PAPP-A是一個炎性指標(biāo)，但與心肌壞死無關(guān)。眾所周知，動脈粥樣硬化本質(zhì)是血管的炎癥反應(yīng)，PAPP-A作為一個炎癥介質(zhì)，很可能是參與到血管局部的炎癥反應(yīng)系統(tǒng)中，從而發(fā)揮加重動脈粥樣硬化進展的作用。

Wheatcroft等[20]提出，胰島素抵抗是冠心病的一個獨立危險因子，IGFBP-1可以降低胰島素抵抗，并且可以促進血管壁產(chǎn)生NO，所以IGFBP-1可能是冠心病的一個保護性因子。而PAPP-A可以水解清除IGFBP-1，所以PAPP-A可能通過這一途徑間接發(fā)揮加重動脈粥樣硬化損傷的作用。但是，這一觀點目前尚缺乏足夠的證據(jù)支持。

4 結(jié)束語

綜上所述，PAPP-A通過發(fā)揮釋放IGF-1、金屬基質(zhì)蛋白酶(MMP)、炎性介質(zhì)等綜合作用，最終促進動脈粥樣硬化的進展。當(dāng)然，其中還有很多具體的機制不甚清楚，有待進一步研究。

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(2016-10-11收稿 2016-11-04修回)

430061 湖北省中醫(yī)院藥事部(胡濤) ；華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科[胡波(通訊作者)]

R543.5

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1007-0478(2017)01-0083-03

10.3969/j.issn.1007-0478.2017.01.0025