腎素-血管緊張素系統(tǒng)組分作為動(dòng)脈粥樣硬化生物標(biāo)記物的研究進(jìn)展

梁 濤，張 屏，于匯民，2

［1.廣東省心血管病研究所心內(nèi)科廣東省人民醫(yī)院（廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院），廣州 510080；2.廣東省人民醫(yī)院南海醫(yī)院，廣東佛山528200］

提要：動(dòng)脈粥樣硬化是冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。?、腦卒中的病理基礎(chǔ)，嚴(yán)重危害著人類(lèi)健康。腎素-血管緊張素系統(tǒng)（renin-angiotensin system，RAS）對(duì)心血管功能的調(diào)節(jié)起重要作用，其在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生、發(fā)展中的作用也不斷被證明，循環(huán)中RAS 組分的濃度與動(dòng)脈粥樣硬化具有相關(guān)性。外泌體在細(xì)胞間信息交流中起著載體的作用，研究也表明RAS 組分可通過(guò)外泌體進(jìn)行細(xì)胞間交流，疾病狀態(tài)下外泌體內(nèi)容物的濃度可發(fā)生變化，因此，外泌體中的RAS 組分也可能作為動(dòng)脈粥樣硬化潛在的生物標(biāo)志物和干預(yù)靶點(diǎn)。本文對(duì)RAS 組分與動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系研究作一綜述。

隨著人口老齡化的進(jìn)展，我國(guó)罹患心血管疾病的人數(shù)在不斷增加，心血管疾病的病死率仍舊居于首位，心血管疾病已成為我國(guó)重大公共衛(wèi)生問(wèn)題［1］。在心血管疾病中，冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病（冠心?。┮蚱涓甙l(fā)病率和高病死率而備受關(guān)注，其病理基礎(chǔ)是動(dòng)脈粥樣硬化（atherosclerosis，AS）。目前針對(duì)AS 早期的診斷手段仍較缺乏，患者常因血管狹窄引發(fā)癥狀后而就醫(yī)，因此，積極尋找早期特異性指標(biāo)已成為預(yù)防AS 的關(guān)鍵。腎素-血管緊張素系統(tǒng)（renin-angiotensin system，RAS）作為心血管生理調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在心血管活動(dòng)中起著重要的作用，RAS 在體內(nèi)的變化也與心血管疾病進(jìn)展密切相關(guān)。而外泌體是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞分泌的一種納米級(jí)膜性囊泡，是細(xì)胞間物質(zhì)交流的媒介，也參與了細(xì)胞間RAS 組分的運(yùn)輸。本文對(duì)RAS組分與AS 的關(guān)系研究做一綜述。

1 腎素-血管緊張素系統(tǒng)概述

RAS 是人體內(nèi)分泌系統(tǒng)之一，人們所熟知的RAS 包括幾個(gè)經(jīng)典的成分：血管緊張素原（angiotensinogen，AGT）、腎素、血管緊張素（angiotensin，Ang）Ⅰ、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶（angiotensin-converting enzyme，ACE）、AngⅡ和AngⅡ1 型受體（ang Ⅱtype 1 receptor，AT1R）。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)了另外的RAS 成分：ACE2、Ang-（1～7）、Ang-（1～9）、Mas 受體。按照最終產(chǎn)生的生理效應(yīng)，RAS 可分為兩個(gè)軸：經(jīng)典軸ACE-AngⅡ-AT1R 和新軸ACE2-Ang-（1～7）-Mas。

1.1 血管緊張素轉(zhuǎn)換酶-血管緊張素Ⅱ-血管緊張素Ⅱ1型受體軸

腎素來(lái)源于腎臟球旁復(fù)合體，經(jīng)釋放后循環(huán)于血液，將來(lái)源于肝臟的AGT 催化裂解為十肽的AngⅠ，AngⅠ再由表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞的ACE 裂解為八肽的AngⅡ。AngⅡ是該軸最關(guān)鍵的效應(yīng)分子，通過(guò)與AT1R 結(jié)合，發(fā)揮收縮血管、增加心臟收縮力、促進(jìn)細(xì)胞增殖、促心肌肥大等作用［2］。

1.2 血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2-血管緊張素-（1～7）-Mas 軸

ACE2 是新發(fā)現(xiàn)的RAS 成分，存在于極少數(shù)的人體組織中，包括心臟、腎臟和睪丸，但在冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮、腎內(nèi)血管和腎小管上皮中的含量較高［3］。ACE2 可直接將AngⅡ裂解生成Ang-（1～7），或?qū)ng I 裂解為Ang-（1～9），Ang-（1～9）再通過(guò)ACE 裂解為Ang-（1～7）。Ang-（1～7）是該軸的關(guān)鍵效應(yīng)分子，其在心血管中的作用的主要通過(guò)Mas 受體介導(dǎo)，產(chǎn)生與ACE-AngⅡ-AT1R 軸具有對(duì)抗性的作用，包括血管舒張、抗心律失常、抑制細(xì)胞增殖、抗血栓、抑制病理性心臟重構(gòu)等［4］。

2 腎素-血管緊張素系統(tǒng)在動(dòng)脈粥樣硬化中的作用

AS 是引起心腦血管狹窄的主要原因之一，其病理過(guò)程涉及內(nèi)皮細(xì)胞損傷、單核巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)、血管平滑肌細(xì)胞遷移等。炎癥在AS 的進(jìn)展中起重要作用，炎性細(xì)胞分泌各種炎性因子，促進(jìn)上述病理過(guò)程，加重AS 斑塊形成以及破壞斑塊穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致冠心病、腦卒中等疾病的發(fā)生。病理學(xué)研究表明AS 斑塊中各種細(xì)胞均可表達(dá)RAS 組分，在AS 的進(jìn)展中RAS 的分布和表達(dá)水平發(fā)生變化［5-7］。RAS 的激活可通過(guò)多種信號(hào)通路影響炎癥因子的表達(dá)，調(diào)控AS 的炎癥反應(yīng)。小鼠AS 模型中，AngⅡ通過(guò)誘導(dǎo)促炎分子和p21 的表達(dá)，加速了血管平滑肌細(xì)胞的衰老，促進(jìn)了血管炎癥［8］。AngⅡ通過(guò)巨噬細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激相關(guān)炎癥促進(jìn)了尿毒癥小鼠的AS［9］。冠心病患者的樹(shù)突狀細(xì)胞的ACE 和AT1R 表達(dá)增加，引起循環(huán)AngⅡ濃度升高，并通過(guò)增強(qiáng)樹(shù)突狀細(xì)胞的招募、激活T 細(xì)胞、促進(jìn)炎癥反應(yīng)，加重的AS 進(jìn)展［10］。ACE2 和Ang-（1～7）通過(guò)降低單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）、血管細(xì)胞黏附分子-1（VCAM-1）和白細(xì)胞介素-6 的濃度，抑制AngⅡ誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移，抑制單核細(xì)胞黏附，進(jìn)而抑制AS 早期病變的形成［11］。在兔AS 模型中，過(guò)表達(dá)ACE2 可導(dǎo)致斑塊中巨噬細(xì)胞減少，脂質(zhì)沉積減少，膠原濃度增加，增強(qiáng)了斑塊穩(wěn)定性［12］?？梢?jiàn)，RAS 在AS 的早期和進(jìn)展期均起到調(diào)控作用，其中ACE-AngⅡ-AT1R 軸在AS 中起促進(jìn)作用，而ACE2-Ang-（1～7）-Mas 軸則抑制AS 的進(jìn)展，兩軸相互拮抗，影響著AS 的發(fā)生、發(fā)展。

3 腎素-血管緊張素系統(tǒng)水平與動(dòng)脈粥樣硬化

RAS 作為AS 的調(diào)控成分，其變化與疾病狀態(tài)密切相關(guān)。尿毒癥是動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)因素，慢性腎病3～5 期患者循環(huán)單核細(xì)胞ACE 表達(dá)增加而ACE2 表達(dá)下調(diào)，增強(qiáng)了單核細(xì)胞的黏附過(guò)程，促進(jìn)AS 進(jìn)展［13］。SMART-MR 研究表明，血清ACE 濃度升高增加了缺血性腦卒中和冠心病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)［14］。冠心病患者血漿中AngⅡ和Ang-（1～7）濃度均顯著升高，且AngⅡ/Ang-（1～7）比值與冠狀動(dòng)脈嚴(yán)重狹窄呈正相關(guān)［15］。慢性腎病3～5 期患者中，循環(huán)ACE2 活性基線濃度升高與隱匿性AS 的高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，并作為AS 的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子［16］。對(duì)比正常人群，冠心病患者血清ACE2濃度顯著升高，且其濃度與冠狀動(dòng)脈狹窄程度呈正相關(guān)［17］。阻塞性冠狀動(dòng)脈疾病患者中，血漿ACE2 活性升高增加了主要不良心血管事件如死亡、心力衰竭或心肌梗死的風(fēng)險(xiǎn)性，且作為其獨(dú)立預(yù)測(cè)因子［18］。冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后1 h 血清ACE2 濃度的降低與術(shù)后心肌梗死風(fēng)險(xiǎn)增加獨(dú)立相關(guān)，血清ACE2 濃度可能是冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后心肌梗死的一個(gè)新的預(yù)后因素［19］。以上研究表明，RAS 可能作為AS 潛在的生物標(biāo)記物，但既往該領(lǐng)域的研究主要涉及細(xì)胞和血液中的RAS 組分，對(duì)外泌體中RAS 組分的研究尚較欠缺。

4 外泌體

外泌體是細(xì)胞釋放的一類(lèi)小囊泡，直徑約30～100 nm，廣泛存在于人體的血液、尿液、腦脊液等體液中［20］，帶有4 次跨膜蛋白CD63、CD9 和CD81 等可供識(shí)別［21］。外泌體的形成是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，涉及了胞吞和胞吐。胞外物質(zhì)首先通過(guò)細(xì)胞膜內(nèi)吞作用形成早期核內(nèi)體，在一些細(xì)胞因子作用下，早期核內(nèi)體選擇性地將胞內(nèi)一些生物活性分子（脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等）攝取進(jìn)而形成多囊泡體，多囊泡體最終與細(xì)胞膜融合并釋放小囊泡，這些小囊泡即為外泌體［22］。外泌體通常含有脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等內(nèi)容物，外泌體可通過(guò)直接激活靶細(xì)胞表面受體或與細(xì)胞融合，將內(nèi)容物轉(zhuǎn)移進(jìn)細(xì)胞，從而達(dá)到胞間通信的作用［23］。

5 外泌體中的腎素-血管緊張素系統(tǒng)與動(dòng)脈粥樣硬化

目前已有證據(jù)表明，外泌體介導(dǎo)了細(xì)胞間RAS 成分的交流，可改變受體細(xì)胞的RAS 組分，調(diào)節(jié)細(xì)胞功能。糖尿病、原發(fā)性高血壓（高血壓）是AS 的危險(xiǎn)因素，這些危險(xiǎn)因素可影響外泌體的供體細(xì)胞，進(jìn)而引起外泌體中RAS組分的變化，可能影響AS 的進(jìn)程。da Silva Novaes 等［24］發(fā)現(xiàn)，人類(lèi)腎小球系膜細(xì)胞可分泌帶有AGT 和REN 的外泌體，在高糖刺激下，外泌體數(shù)量以及所攜帶的AGT 和REN濃度增加，將該外泌體加入到培養(yǎng)基中用于培養(yǎng)正常的系膜細(xì)胞，可以增加正常系膜細(xì)胞的AGT、REN、AT1R、AT2R 的濃度。在心血管方面，Otani 等［25］發(fā)現(xiàn)，將自發(fā)性高血壓大鼠血漿的外泌體注射到正常血壓大鼠的腹腔中，可顯著增加該大鼠的收縮壓、胸主動(dòng)脈壁厚度，增加左心室的濕重和血管周?chē)w維化。Pironti 等［26］發(fā)現(xiàn)，在壓力超負(fù)荷情況下，心肌細(xì)胞可分泌富含AT1R 的外泌體，其靶細(xì)胞是心肌細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞和腸系膜阻力血管，外泌體將AT1R 轉(zhuǎn)移到這些細(xì)胞，調(diào)節(jié)血管對(duì)神經(jīng)激素刺激的反應(yīng)。Wang 等［27］研究表明，血管內(nèi)皮祖細(xì)胞可分泌含有ACE2 mRNA、內(nèi)皮素生長(zhǎng)因子（VEGF）和胰島素樣生長(zhǎng)因子（IGF）蛋白的外泌體，將外泌體用于培養(yǎng)內(nèi)皮細(xì)胞，可以增加內(nèi)皮細(xì)胞的ACE2 mRNA 并降低AngⅡ/Ang-（1～7）比值，減輕AngⅡ誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，增強(qiáng)成管能力和細(xì)胞遷移。在血管損傷或應(yīng)激反應(yīng)中，血管外膜成纖維細(xì)胞通常會(huì)首先作出反應(yīng)，進(jìn)而影響血管壁的結(jié)構(gòu)和張力［28］。Tong 等［29］研究發(fā)現(xiàn)，血管外膜成纖維細(xì)胞分泌的外泌體含有AGT、AT1R、ACE 的mRNA 以及AngⅡ、AT1R、ACE 的蛋白，自發(fā)性高血壓大鼠中此類(lèi)外泌體的ACE 蛋白濃度及活性顯著升高，將外泌體用于培養(yǎng)血管平滑肌細(xì)胞，可引起血管平滑肌細(xì)胞的ACE 和AngⅡ濃度升高并激活A(yù)T1R，促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞的遷移。進(jìn)一步研究提示，自發(fā)性高血壓大鼠的血管外膜成纖維細(xì)胞分泌的外泌體含有較高濃度的ACE 蛋白以及較低濃度微小RNA155-5p，該外泌體增加了血管平滑肌細(xì)胞的ACE 濃度，促進(jìn)了血管平滑肌細(xì)胞增殖和血管重構(gòu)［30］。這些研究提示，AS 的相關(guān)細(xì)胞除了通過(guò)改變自身RAS 表達(dá)水平，還可通過(guò)外泌體進(jìn)行細(xì)胞間RAS 組分的交流，相互影響對(duì)方的細(xì)胞功能。目前對(duì)于外泌體RAS 組分的研究較少，且尚停留于基礎(chǔ)研究，缺少對(duì)外泌體RAS 組分與AS 相關(guān)性的研究。

6 小 結(jié)

RAS 在AS 的發(fā)生和發(fā)展中具有調(diào)控作用，循環(huán)中的RAS 組分與AS 具有相關(guān)性，測(cè)定RAS 組分在一定程度上可作為預(yù)測(cè)AS 的方法，目前RAS 阻滯劑的應(yīng)用對(duì)于防治AS 也取得了一定的成果。RAS 組分在體內(nèi)除了分布于細(xì)胞、體液中，還存在于外泌體中。既往對(duì)于RAS 的研究較多集中于細(xì)胞、體液中，目前對(duì)外泌體RAS 的研究并不多，關(guān)于外泌體中的RAS 與AS 的關(guān)系仍有待探索。對(duì)外泌體的RAS 進(jìn)行充分研究，探討外泌體RAS 對(duì)AS 的影響，將有望填補(bǔ)該科研領(lǐng)域的空白，為AS 的診斷和治療提供潛在的生物標(biāo)記物和干預(yù)靶點(diǎn)。