TGF-β信號(hào)通路與高鹽誘發(fā)高血壓的關(guān)系

康 伊，張 艷

（1.遼寧中醫(yī)藥大學(xué)，沈陽(yáng) 110847；2. 遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，沈陽(yáng) 110032）

TGF-β信號(hào)通路調(diào)控多種生理功能，包括細(xì)胞增殖、凋亡、抑制腫瘤、細(xì)胞遷移、調(diào)節(jié)免疫和細(xì)胞分化[1]。同時(shí)TGF-β信號(hào)在心血管疾病中也起到重要作用，之前的研究表明TGF-β信號(hào)對(duì)于心肌纖維化、細(xì)胞外基質(zhì)沉積和上皮/內(nèi)皮細(xì)胞間充質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化具有重要的調(diào)控作用，而這些均與心臟損傷病理過(guò)程相關(guān)[2]。TGF-β信號(hào)通路還與腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)（RAAS）密切相關(guān)，而RAAS系統(tǒng)對(duì)于調(diào)節(jié)血壓具有重要作用[3]。本綜述詳細(xì)討論了TGF-β信號(hào)通路參與血壓調(diào)控的機(jī)制和高鹽誘導(dǎo)高血壓的關(guān)系。

1 TGF-β信號(hào)通路概述

TGF-β超家族蛋白是由30多種蛋白構(gòu)成的，可主要分為兩個(gè)大亞類：一是TGF-β樣配體蛋白，包括TGFβs、Nodals、activins；二是骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）配體，主要包括各種BMPs蛋白和anti-Muellerian蛋白[2]。TGFβ在受體層面主要由I型和II型受體構(gòu)成，兩者均是單次跨膜受體蛋白，I型受體（TβRI）有七個(gè)亞型，II型受體（TβRII）有五個(gè)亞型，TGF-β信號(hào)通路的特異性就是由不同TGF-β配體與不同I型和II型受體的結(jié)合表現(xiàn)出來(lái)的[4]。

當(dāng)存胞外結(jié)合特異性的TGF-β配體后，配體會(huì)結(jié)合TβRII二聚體，進(jìn)而募集TβRI二聚體，TβRII磷酸化TβRI并激活其磷酸激酶活性，從而向下游激活Smad依賴的經(jīng)典信號(hào)通路和非Smad依賴的非經(jīng)典信號(hào)通路[5]。

在Smad依賴通絡(luò)中，TβRI可直接磷酸化受體調(diào)控Smad（也稱為R-Smads），比如Smad2和Smad3；而磷酸化后的R-Smads和Co-Smad（比如Smad4）結(jié)合形成復(fù)合體轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核，與其他轉(zhuǎn)錄共激活因子一起促進(jìn)或者抑制靶基因的表達(dá)[6]。而在非Smad依賴的非經(jīng)典信號(hào)通路中I型或者II型受體會(huì)激活PI3K、p38/MAPK、TRAF4/6、TAK1、Rho、Akt/PKB以及ERK等一系列其他信號(hào)通路的重要成分[7]。

2 TGF-β信號(hào)與高血壓的關(guān)系

流行病統(tǒng)計(jì)研究表明非裔美國(guó)人和高加索人群的高血壓與血清中TGF-β1配體水平升高相關(guān)，另一項(xiàng)對(duì)住院病人的統(tǒng)計(jì)研究表明伴有微蛋白尿和左心室肥大的患者比沒(méi)有心腎損傷的患者具有更高水平的血清TGF-β1配體含量[8]。而基因多態(tài)性研究顯示人TGF-β1基因915C位點(diǎn)和869C位點(diǎn)的單核苷酸多態(tài)性（SNP）分別與歐美人群和亞洲人群高血壓風(fēng)險(xiǎn)因素密切相關(guān)，這些流行病學(xué)研究都顯示TGF-β1蛋白配體血清水平與高血壓風(fēng)險(xiǎn)密切相關(guān)[9]。

在動(dòng)物模型中，利用 TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3的通用型抗體1D11注射可以減緩高血壓慢性腎病模型大鼠的高血壓表型。通過(guò)翻譯調(diào)控減弱TGF-β1/2/3表達(dá)的P311-null小鼠則表現(xiàn)出低血壓并伴隨血管彈性和收縮功能障礙[10]，表明TGF-β信號(hào)通路活性與高血壓的發(fā)展正相關(guān)。但最近也有相反的體內(nèi)動(dòng)物研究認(rèn)為T(mén)GF-β1不足是引發(fā)高血壓的原因，研究制備了可控制Tgfb1 mRNA表達(dá)量的C57BL/6轉(zhuǎn)基因小鼠，通過(guò)基因工程操控3’UTR可以獲得TGFβ1蛋白產(chǎn)量分別為野生型小鼠～10%、～60%、～100%、～200%和～300%的小鼠，分析發(fā)現(xiàn)這些小鼠表現(xiàn)出血壓值與TGF-β1蛋白表達(dá)負(fù)相關(guān)的表現(xiàn)，特別是TGF-β1表達(dá)量為～10%的轉(zhuǎn)基因小鼠表現(xiàn)出尿鈉排泄障礙和原發(fā)性醛固酮增多癥，并進(jìn)而引發(fā)體液量增多和高血壓[11]。這一研究表明體內(nèi)生理狀態(tài)下TGF-β信號(hào)通路與高血壓的關(guān)系是復(fù)雜的，多向性的，有待研究人員進(jìn)一步研究和探索。

3 TGF-β信號(hào)參與高鹽誘導(dǎo)的高血壓

額外的鹽攝入可以造成血管膠原沉積和TGF-β1產(chǎn)量的增加。早期研究顯示在大鼠模型中高鹽飲食會(huì)導(dǎo)致主動(dòng)脈損傷但并不通過(guò)增加血壓的方式。而后來(lái)的Yu等[12]的研究顯示對(duì)正常血壓Wistar大鼠給予8%的高鹽飲食將會(huì)導(dǎo)致在動(dòng)脈、小動(dòng)脈、心臟和腎間質(zhì)的膠原蛋白沉積，以及TGF-β1mRNA水平的表達(dá)升高，而8%的氯化鈉的攝入將導(dǎo)致白蛋白增加和慢性腎病模型大鼠的腎臟衰竭。

Sanders研究組一直致力于研究高鹽攝入與內(nèi)皮細(xì)胞功能之間的聯(lián)系，他們發(fā)現(xiàn)在Sprague-Dawley（SD）大鼠中8%的高鹽飲食會(huì)導(dǎo)致三種TGF-β配體表達(dá)升高，而此時(shí)高鹽飲食大鼠的血壓還未出現(xiàn)升高，作為對(duì)照0.3%氯化鈉攝入的對(duì)照組大鼠則不會(huì)出現(xiàn)TGF-β配體表達(dá)升高的表現(xiàn)。高鹽誘導(dǎo)TGF-β1配體表達(dá)在高鹽飲食第一天就增加大鼠尿液中的TGF-β1含量，表明高鹽誘導(dǎo)TGF-β1表達(dá)可能首先在腎內(nèi)產(chǎn)生的，而注射利尿磺胺和氯噻嗪等利尿劑并不能降低TGF-β1的升高。其他研究表明高鹽飲食還可以誘導(dǎo)TGF-β1在主動(dòng)脈、腎動(dòng)脈和小動(dòng)脈中高表達(dá)，而動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞是高鹽誘導(dǎo)TGF-β1合成的主要來(lái)源。在血管內(nèi)皮細(xì)胞中高鹽引發(fā)的血流量增大將改變血流切力，進(jìn)而激活TGF-β1的表達(dá)[13]。在SD大鼠模型中主動(dòng)脈弓產(chǎn)生的TGF-β1可以激活四乙銨敏感的鉀離子通道，在細(xì)胞膜下游信號(hào)是p38 MAPK和p42/44 MAPK[14]。

4 TGF-β信號(hào)與腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的關(guān)系

依據(jù)現(xiàn)有研究，腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)（Renin–Angiotensin–Aldosterone System，RAAS）對(duì)血壓有明確影響，同時(shí)RAAS系統(tǒng)許多主要成員均能上調(diào)TGF-β信號(hào)通路，比如血管緊張素II可在大鼠內(nèi)皮細(xì)胞中通過(guò)血管緊張素II的I型受體（AT1R）促進(jìn)TGF-β1mRNA的表達(dá)，而血管緊張素II還可以刺激TβRII的mRNA和蛋白水平表達(dá)進(jìn)一步放大激活TGF-β信號(hào)通路。TβRII基因啟動(dòng)子上的AP-1結(jié)合位點(diǎn)是血管緊張素II刺激TβRII受體表達(dá)的關(guān)鍵[15]。

此外，應(yīng)用醛固酮還可在不改變收縮壓的情況下通過(guò)鹽皮質(zhì)素類受體增加尿液中TGF-β1排泄量。醛固酮增加TGF-β1合成是通過(guò)轉(zhuǎn)錄后修飾實(shí)現(xiàn)的，還是通過(guò)增加TGF-β1mRNA的表達(dá)水平目前研究還有爭(zhēng)論。Han等[15]研究認(rèn)為醛固酮可以通過(guò)ERK1/2、JNK、和AP-1在腎小球膜細(xì)胞中刺激TGF-β1mRNA表達(dá)；但是Juknevicius等[16]研究顯示醛固酮促進(jìn)尿液中TGF-β1排量并不是通過(guò)影響其mRNA水平，而是通過(guò)轉(zhuǎn)錄后修飾調(diào)控引起的。同時(shí)，醛固酮還可以在樹(shù)突細(xì)胞中增加TGF-β1的分泌。RAAS系統(tǒng)激活與增加腎臟生產(chǎn)TGF-β1密切相關(guān)，并在多種疾病特別是高血壓和糖尿病中得到高度證實(shí)，臨床上尿液中TGF-β1的排量已可以作為檢測(cè)RAAS系統(tǒng)抑制劑功效的重要指標(biāo)，比如AT1R抑制劑氯沙坦（Losartan）被報(bào)道能顯著降低尿液中TGF-β1排量[17]。

雖然大多數(shù)RAAS系統(tǒng)成員都能上調(diào)TGF-β1表達(dá)，但是反過(guò)來(lái)TGF-β1對(duì)RAAS系統(tǒng)活性影響目前研究還有爭(zhēng)論[18]。有部分研究表明TGF-β1可以增加腎上腺細(xì)胞中腎素的活性。在大鼠近端腎小管細(xì)胞中，添加活性的TGF-β1或者轉(zhuǎn)染TGF-β1cDNA均能刺激上調(diào)血管緊張素基因表達(dá)，這一作用部分依賴煙酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶、p38 MAPK和p53[19]。使用TβRI受體抑制劑SD-208能降低血漿中活性腎素水平并在心臟和腎臟中降低血管緊張素、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（Angiotensin Converting Enzyme，ACE）和AT1R的表達(dá)[20]。

但是，近期利用體內(nèi)基因工程操控TGF-β1基因的啟動(dòng)子方法構(gòu)建了TGF-β1基因低表達(dá)、正常表達(dá)和高表達(dá)小鼠模型。相比于野生型，基因工程降低TGF-β1基因表達(dá)的小鼠也表現(xiàn)出血漿中活性腎素和血管緊張素、醛固酮水平明顯升高的表型，進(jìn)而引發(fā)鈉水儲(chǔ)留，最終引發(fā)小鼠尿鈉含量降低和高血壓[11]。支持以上轉(zhuǎn)基因小鼠的研究多項(xiàng)研究表明雖然醛固酮可以刺激TGF-β1基因表達(dá)，但是TGF-β1卻在腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞中主要抑制醛固酮的合成。

5 中醫(yī)心腎一體治療策略與TGF-β信號(hào)的潛在聯(lián)系

TGF-β信號(hào)通路既調(diào)控心臟中血管內(nèi)皮細(xì)胞的功能和心肌細(xì)胞收縮活性，也影響腎臟中的RAAS系統(tǒng)。這正好印證了中醫(yī)中認(rèn)為對(duì)高血壓導(dǎo)致心力衰竭的心腎一體的治療理念。因此中醫(yī)治療高血壓和高血壓誘發(fā)的心力衰竭則重點(diǎn)在于補(bǔ)腎益氣、溫陽(yáng)利水為主[21]。

雖然在西醫(yī)中關(guān)于高TGF-β1還是低TGF-β1誘導(dǎo)高血壓還存在著研究爭(zhēng)議，一些體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證據(jù)和體外實(shí)驗(yàn)證據(jù)還存在矛盾，但是TGF-β1信號(hào)通路既影響心血管內(nèi)皮細(xì)胞收縮功能進(jìn)而調(diào)控高血壓，也通過(guò)影響腎臟鈉鉀離子代謝調(diào)控高血壓的特點(diǎn)與中醫(yī)治療高血壓中的心腎一體診療觀念不謀而合。中醫(yī)網(wǎng)絡(luò)化治療靶點(diǎn)的辨證治療思想與細(xì)胞信號(hào)通路對(duì)于不同組織和細(xì)胞的復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)模型非常接近，這也提出了傳統(tǒng)中醫(yī)藥是否通過(guò)影響TGF-β1信號(hào)通路進(jìn)而影響治療高血壓的效果的重要課題，值得我們?cè)敿?xì)的深入研究。TGF-β1信號(hào)通路對(duì)于心血管細(xì)胞和腎上腺皮質(zhì)細(xì)胞的多向性作用是否就是一些中藥治療高血壓的網(wǎng)絡(luò)靶點(diǎn)也值得我們深入驗(yàn)證。