蛋白質(zhì)O-GlcNAc糖基化與心血管疾病*

趙 培， 張佳佳， 龔開政

（揚(yáng)州大學(xué)附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科，江蘇揚(yáng)州 225000）

蛋白質(zhì)O連接N-乙酰葡萄糖胺糖基化（O-linkedN-acetylglucosaminylation，O-GlcNAcylation；簡(jiǎn)稱OGlcNAc 糖基化）是指單個(gè)N-乙酰葡萄糖胺（N-acetylglucosamine，GlcNAc）以O(shè)-糖苷鍵連接到底物蛋白質(zhì)絲氨酸或蘇氨酸殘基上的一種蛋白質(zhì)翻譯后修飾。生理水平的O-GlcNAc 糖基化在代謝和免疫穩(wěn)態(tài)等方面具有重要作用，其水平異常則與心血管疾病、代謝綜合征和癌癥等疾病的發(fā)生密切相關(guān)［1-2］。本文著重對(duì)近年來心血管疾病中涉及到O-GlcNAc糖基化的研究做簡(jiǎn)要綜述，以探究蛋白質(zhì)O-GlcNAc糖基化在心血管疾病中的作用，以及調(diào)控蛋白質(zhì)OGlcNAc糖基化對(duì)心血管疾病的治療意義。

1 O-GlcNAc糖基化的調(diào)節(jié)酶

與磷酸化一樣，O-GlcNAc 糖基化也是一種常見的翻譯后修飾。這2 種修飾的共同點(diǎn)在于均以蛋白質(zhì)的絲或蘇氨酸殘基為靶點(diǎn)，不同點(diǎn)在于細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)磷酸化的蛋白激酶和磷酸酶有數(shù)百種，而調(diào)節(jié)OGlcNAc 糖基化的酶僅有一對(duì)，即O-GlcNAc 轉(zhuǎn)移酶（O-GlcNAc transferase，OGT）和O-GlcNAc水解酶（OGlcNAcase，OGA）。OGT是可溶性蛋白，存在于細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核和線粒體，主要位于細(xì)胞核。它由2 個(gè)不同的結(jié)構(gòu)域組成：N 端具有一系列34 肽重復(fù)序列（tetratricopeptide repeat，TPR），是蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用區(qū)域，可識(shí)別和激活特異性底物蛋白；C 端是催化區(qū)域，具有尿苷二磷酸（uridine diphosphate，UDP）-GlcNAc 結(jié)合和酶催化位點(diǎn)。由于TPR 的數(shù)量不同，OGT形成了3種異構(gòu)體，分別是ncOGT（nucleocytoplasmic OGT；分布于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)，含有13.5個(gè)TPR，分子量是116 kD）、sOGT（short OGT；分布于細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)，含有2.5 個(gè)TPR，分子量是70 kD）和mOGT（mitochondrial OGT；位于線粒體，含有9 個(gè)TPR，分子量是103 kD）［2-3］。OGA 存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核，主要位于細(xì)胞質(zhì)。它由N 端的糖苷水解酶結(jié)構(gòu)域、中間的莖結(jié)構(gòu)域和C 端的乙酰轉(zhuǎn)移酶結(jié)構(gòu)域3個(gè)部分組成。OGA 有2 個(gè)異構(gòu)體，分別是OGA-L（long OGA；分布于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核，分子量是102 kD）和OGA-S（short OGA；分布于肌漿網(wǎng)和脂滴，分子量是76 kD），兩者的區(qū)別在于OGA-S 缺少C 端乙酰轉(zhuǎn)移酶結(jié)構(gòu)域和部分莖結(jié)構(gòu)域，導(dǎo)致其酶活性顯著降低［2-3］。

OGT 以UDP-GlcNAc 為底物，添加GlcNAc 到蛋白質(zhì)的絲氨酸或蘇氨酸殘基上，增加蛋白質(zhì)OGlcNAc 糖基化水平；相反，OGA 則將GlcNAc 從蛋白質(zhì)上水解去除，降低蛋白質(zhì)O-GlcNAc糖基化水平［3］。O-GlcNAc 糖基化除了受到OGT 和OGA 的共同調(diào)控外，自身也可反向調(diào)節(jié)OGT 和OGA 中高度保守滯留內(nèi)含子的剪接，從而控制mRNA 豐度，以維持自身水平的穩(wěn)定［4］。但令人困惑的是，OGT 和OGA 這對(duì)調(diào)節(jié)酶如何特異性識(shí)別成千上萬的底物蛋白質(zhì)呢？為了解開這一謎團(tuán)，研究者做了大量工作，在OGT的底物識(shí)別方面取得了一些進(jìn)展，但有關(guān)OGA 的研究成果較少。目前認(rèn)為OGT的TPR結(jié)構(gòu)域在其中起著關(guān)鍵的作用，它不僅是底物蛋白結(jié)合區(qū)域，也是調(diào)控OGT 酶活性和穩(wěn)定性的重要介質(zhì)［5-6］。Liu 等［7］利用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜和突變技術(shù)發(fā)現(xiàn)sOGT 的TPR 結(jié)構(gòu)域Thr12/Ser56位點(diǎn)可發(fā)生O-GlcNAc 糖基化，而這一修飾可改變sOGT 的底物選擇性，進(jìn)而發(fā)揮不同的功能。通過采用蛋白質(zhì)微陣列技術(shù)和全蛋白質(zhì)組學(xué)糖基化分析，Joiner 等［5］發(fā)現(xiàn)在OGT 的TPR 結(jié)構(gòu)域中，遠(yuǎn)離活性位點(diǎn)的天冬氨酸殘基決定著OGT的底物特異性，如果將這些殘基突變?yōu)楸彼幔琌GT 的底物特異性也會(huì)發(fā)生改變。一項(xiàng)有關(guān)神經(jīng)母細(xì)胞瘤的研究顯示，OGT通過與p38絲裂原激活蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）相互作用而促進(jìn)神經(jīng)絲蛋白重鏈（neurofilament heavy chain，NF-H）的O-GlcNAc糖基化［8］。由于OGT的TPR區(qū)域存在多個(gè)底物作用位點(diǎn)，我們推測(cè)OGT 也可能是通過與一些輔助蛋白相互作用以形成特異性全酶來實(shí)現(xiàn)對(duì)底物的特異性識(shí)別，即OGT 的TPR 區(qū)域與某些蛋白的相互作用決定了OGT的底物特異性。

2 己糖胺生物合成途徑和O-GlcNAc糖基化的調(diào)控

細(xì)胞攝取葡萄糖后，葡萄糖在己糖激酶的催化下轉(zhuǎn)化成6-磷酸葡萄糖，繼而轉(zhuǎn)化成6-磷酸果糖。6-磷酸果糖大部分進(jìn)入糖酵解途徑，但約有2%～3%進(jìn)入己糖胺生物合成途徑（hexosamine biosynthesis pathway，HBP），在限速酶谷氨酰胺：6-磷酸果糖酰胺基轉(zhuǎn)移酶（glutamine：fructose-6-phosphate amidotransferase，GFAT）的催化下生成6-磷酸葡萄糖胺，再經(jīng)過3 步酶促反應(yīng)，最終生成終產(chǎn)物UDP-GlcNAc［9-10］。UDP-GlcNAc 是小分子高能化合物，在細(xì)胞中的數(shù)量?jī)H次于ATP，與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝密不可分，其合成受葡萄糖、氨基酸、脂肪酸和核苷酸水平的共同調(diào)控［10］，由于UDP-GlcNAc 的產(chǎn)量直接影響蛋白質(zhì)OGlcNAc糖基化的水平，因此認(rèn)為蛋白質(zhì)O-GlcNAc糖基化是細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的感受器。由于三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間存在相互轉(zhuǎn)化，理論上，任何一種物質(zhì)的代謝異常均有可能引起O-GlcNAc 水平的改變，比如高脂飲食可增加腦動(dòng)脈O-GlcNAc 糖基化的水平［11］。由此可見，持續(xù)的營(yíng)養(yǎng)過剩勢(shì)必導(dǎo)致O-GlcNAc 糖基化水平的慢性升高，進(jìn)而引發(fā)疾病。

目前，增加O-GlcNAc 糖基化水平的手段有：（1）使用葡萄糖胺或谷氨酰胺以增加HBP代謝；（2）使用OGA 抑制劑PUGNAc、Thiamet G、NAG-thiazoline 和NButGT 等；（3）使用OGA的小干擾RNA；（4）利用腺病毒過表達(dá)OGT［1］。反過來，抑制O-GlcNAc 糖基化的方法有：（1）使用重氮絲氨酸、6-重氮-5-氧代-L-正亮氨酸等抑制GFAT；（2）使用OGT 抑制劑alloxan、TTO4 等；（3）使用底物類似物UDP-5SGlcNAc；（4）使用OGT的小干擾RNA；（5）利用腺病毒過表達(dá)OGA；（6）利用Cre-loxP 系統(tǒng)特異性敲除OGT基因［1］。雖然有這么多方法，但酶抑制劑的特異性并不高。比如，alloxan 既可抑制OGT，也可抑制OGA［12］。因而，研發(fā)特異性的酶抑制劑對(duì)于研究O-GlcNAc 糖基化修飾仍具有重要的意義。

3 蛋白質(zhì)O-GlcNA糖基化的慢性心血管損害作用

目前認(rèn)為持續(xù)的異常增加的O-GlcNAc 糖基化對(duì)人體是有害的。近年來，越來越多的研究證實(shí)在多種心血管疾病患者的體內(nèi)伴隨著慢性的異常增加的蛋白質(zhì)O-GlcNAc 糖基化，包括動(dòng)脈粥樣硬化、心肌肥厚和心衰、高血壓和血管功能障礙等。

3.1 動(dòng)脈粥樣硬化 Shrikhande等［13］發(fā)現(xiàn)高糖加速了ApoE-/-糖尿病小鼠動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生，而抑制O-GlcNAc 糖基化可阻斷高糖的促動(dòng)脈粥樣硬化作用。更為有趣的是，在不合并糖尿病的ApoE-/-小鼠中，抑制葡萄糖的攝入也可抑制動(dòng)脈粥樣硬化的形成［14-15］。既往有研究發(fā)現(xiàn)小檗堿通過抑制O-GlcNAc糖基化水平進(jìn)而降低高糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞氧化應(yīng)激［16］。由此，我們推測(cè)通過抑制葡萄糖攝入產(chǎn)生的抗動(dòng)脈粥樣硬化作用也可能是經(jīng)由降低O-GlcNAc糖基化水平實(shí)現(xiàn)的。那么，在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中是否存在O-GlcNAc 糖基化修飾呢？為了明確這個(gè)問題，我們利用免疫熒光染色技術(shù)檢測(cè)了大鼠頸動(dòng)脈球囊損傷后的O-GlcNAc 糖基化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)新生內(nèi)膜中可見明顯的O-GlcNAc 陽性信號(hào)（圖1，未發(fā)表）。隨后我們對(duì)比觀察了人體健康血管和粥樣硬化血管的O-GlcNAc 糖基化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)健康內(nèi)乳動(dòng)脈中僅見少許散在的O-GlcNAc 陽性信號(hào)，而頸動(dòng)脈硬化斑塊內(nèi)有大量的O-GlcNAc 陽性信號(hào)（圖2，未發(fā)表）。另外，我們發(fā)現(xiàn)斑塊內(nèi)大量M1 型巨噬細(xì)胞（iNOS+）可被O-GlcNAc 糖基化修飾，而M2 型巨噬細(xì)胞（Arg-1+）偶見O-GlcNAc 陽性信號(hào)（圖3，未發(fā)表）?；谏鲜鰧?shí)驗(yàn)，我們認(rèn)為人動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中存在明顯的O-GlcNAc 糖基化修飾，在巨噬細(xì)胞中OGlcNAc 糖基化修飾主要見于M1 型。而有關(guān)OGlcNAc 糖基化修飾在人動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程中的具體作用我們實(shí)驗(yàn)室正在做進(jìn)一步研究。查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)已有細(xì)胞實(shí)驗(yàn)證實(shí)使用OGA 抑制劑Thiamet G 孵育巨噬細(xì)胞不僅可增加細(xì)胞內(nèi)O-GlcNAc 糖基化修飾水平，還可促進(jìn)M1型巨噬細(xì)胞中IL-1β的表達(dá)，但對(duì)M2 型巨噬細(xì)胞中Arg-1 的表達(dá)無明顯影響［17］，提示O-GlcNAc 糖基化可增強(qiáng)M1 型巨噬細(xì)胞的促炎功能。此外，長(zhǎng)期暴露于高糖環(huán)境或者增加葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白GLUT1 的表達(dá)均可促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1 型轉(zhuǎn)化［18］。理論上，無論是增加葡萄糖供給還是增加GLUT1表達(dá)均可增加UDP-GlcNAc的生成，進(jìn)而增加蛋白質(zhì)O-GlcNAc 糖基化。因此推測(cè)在人動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)程中O-GlcNAc 糖基化很可能通過促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M1 型極化，發(fā)揮促炎和促動(dòng)脈粥樣硬化作用。有研究發(fā)現(xiàn)在離體心臟中增加O-GlcNAc 糖基化可促進(jìn)脂質(zhì)生成［19-20］，推測(cè)O-GlcNAc 糖基化也可能是通過誘導(dǎo)脂質(zhì)代謝異常而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化形成。

Figure 1. O-GlcNAc modification in neointima after carotid artery balloon injury in rats（unpublished）. SMC：（vascular）smooth muscle cells. The scale bar=50 μm.圖1 大鼠頸動(dòng)脈球囊損傷后新生內(nèi)膜中的O-GlcNAc修飾（未發(fā)表）

Figure 2. O-GlcNAc modification of normal and atherosclerotic human vessels（unpublished）. SMC：（vascular）smooth muscle cells. The scale bar=50 μm.圖2 人健康血管和粥樣硬化血管的O-GlcNAc修飾（未發(fā)表）

Figure 3. O-GlcNAc modification of M1 and M2 macrophages in human carotid atherosclerotic plaques（unpublished）. iNOS：inducible nitric oxide synthase，M1 macrophage marker；Arg-1：arginase-1，M2 macrophage marker. The scale bar=25 μm.圖3 人頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中M1和M2巨噬細(xì)胞的O-GlcNAc修飾（未發(fā)表）

3.2 心肌肥厚和心衰 先前有研究顯示，在壓力超負(fù)荷心肌肥厚模型中UDP-GlcNAc濃度顯著增加［21］；在棕色挪威大鼠年齡相關(guān)性心肌肥厚過程中GFAT和O-GlcNAc 糖基化水平逐漸增加［22］；而且動(dòng)物和臨床研究均顯示，心衰時(shí)心臟組織中O-GlcNAc 糖基化水平升高［23-24］。有學(xué)者推測(cè)上述這些代謝產(chǎn)物和酶水平的變化可能是心肌能量代謝模式發(fā)生改變所致。正常情況下，成人心臟以脂肪酸氧化為主；而在心肌肥厚和心衰時(shí)，心臟脂肪酸氧化減少，碳水化合物氧化增加，類似胎兒心臟代謝模式，使得進(jìn)入HBP代謝途徑的葡萄糖增多，進(jìn)而導(dǎo)致UDP-GlcNAc濃度增加、GFAT 活性增強(qiáng)及O-GlcNAc 糖基化水平升高；通過抑制心臟代謝模式的轉(zhuǎn)變可減輕主動(dòng)脈弓縮窄所致的心肌肥厚和心衰［25］。該結(jié)果支持上述推測(cè)，強(qiáng)調(diào)了心肌脂肪酸氧化在維持心臟正常結(jié)構(gòu)和功能中的重要性，而調(diào)控O-GlcNAc 糖基化水平可能是一個(gè)潛在的治療靶標(biāo)。

也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)O-GlcNAc 糖基化與心肌肥厚密切相關(guān)［26］?；罨疶 細(xì)胞核因子（nuclear factor of activated T cells，NFAT）是具有多向調(diào)節(jié)功能的轉(zhuǎn)錄因子，通常以無活性的磷酸化狀態(tài)存在于核外，脫磷酸化后激活、入核并激活下游信號(hào)分子，促進(jìn)心肌肥厚相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。Facundo 等［27］利用主動(dòng)脈縮窄模型證實(shí)抑制O-GlcNAc 糖基化可阻止NFAT 激活及心肌肥厚，推測(cè)在心肌細(xì)胞肥大過程中NFAT的激活依賴于O-GlcNAc 糖基化修飾。近來有研究發(fā)現(xiàn)，AMPK的抗心肌肥厚作用也是通過降低O-GlcNAc糖基化水平實(shí)現(xiàn)的［28］。然而，Nakagawa 等［29］發(fā)現(xiàn)，提高O-GlcNAc 糖基化水平可抑制NFAT 和NF-κB 啟動(dòng)子的活性，延緩間隙性缺氧導(dǎo)致的心室重構(gòu)。上述研究結(jié)果的不一致可能與選用不同的疾病模型有關(guān)。由于NFAT 上存在有O-GlcNAc 糖基化修飾位點(diǎn)［30］，我們推測(cè)NFAT 的O-GlcNAc 糖基化修飾在NFAT 介導(dǎo)的心肌肥厚和心室重構(gòu)中可能起著關(guān)鍵作用。

3.3 高血壓和血管功能障礙 高血壓是心血管疾病的主要危險(xiǎn)因素之一。異常的血管活性和內(nèi)皮反應(yīng)性，以及對(duì)縮血管物質(zhì)的高敏感性是高血壓和血管功能障礙的共同特點(diǎn)。Lima 等［31］發(fā)現(xiàn)，高血壓大鼠的脈管系統(tǒng)中O-GlcNAc 糖基化水平升高，內(nèi)皮依賴性血管舒張功能受損，對(duì)縮血管物質(zhì)敏感性升高，用OGA 抑制劑PUGNAc 提高O-GlcNAc 糖基化水平可完全模擬出上述血管效應(yīng)，提示O-GlcNAc 糖基化促進(jìn)了高血壓的發(fā)生發(fā)展。Kim 等［32］發(fā)現(xiàn)葡萄糖胺也有縮血管作用，而抑制OGT 活性后其縮血管作用消失，OGT 活性抑制后O-GlcNAc 糖基化合成減少，推測(cè)葡萄糖胺的縮血管作用可能也是通過提高OGlcNAc 糖基化水平實(shí)現(xiàn)的。有關(guān)O-GlcNAc 糖基化引起上述血管效應(yīng)的機(jī)制主要有以下幾種觀點(diǎn)：（1）O-GlcNAc 糖基化通過抑制eNOS 磷酸化，減弱其舒血管功能［31-33］；（2）O-GlcNAc 糖基化通過增加血管對(duì)α-腎上腺素能受體激動(dòng)劑的反應(yīng)性而提高血管張力［31］；（3）O-GlcNAc 糖基化通過激活NADPH 氧化酶而產(chǎn)生過量超氧陰離子，從而減弱血管舒張功能［34］。

內(nèi)皮素1（endothelin-1，ET-1）是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的縮血管物質(zhì)，在血管功能紊亂中起關(guān)鍵作用。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)ET-1 可抑制OGA 的表達(dá)及活性，提高蛋白質(zhì)O-GlcNAc 糖基化水平；而內(nèi)皮素受體抑制劑阿曲生坦也可抑制ET-1 引起的O-GlcNAc 糖基化升高。另外，OGT 活性抑制劑在逆轉(zhuǎn)O-GlcNAc 糖基化水平升高的同時(shí)可完全阻斷ET-1 引起的縮血管作用［35］，提示ET-1 的縮血管作用可能是由O-GlcNAc糖基化介導(dǎo)的。

上述研究結(jié)果表明異常升高的O-GlcNAc 糖基化水平可能參與了血管功能紊亂及高血壓的形成。

4 蛋白質(zhì)O-GlcNAc糖基化對(duì)急性心血管損傷中心肌和血管的保護(hù)作用

自30 多年前美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)存在OGlcNAc 糖基化修飾以來，科學(xué)家們一直關(guān)注它的慢性損害作用。然而，2004年Zachara等［36］首次提出OGlcNAc 糖基化水平的急性升高具有細(xì)胞保護(hù)作用；此后，大量研究證實(shí)了它對(duì)急性心血管損傷中心肌和血管的保護(hù)作用。

4.1 對(duì)心肌缺血再灌注損傷的作用 體內(nèi)外研究均觀察到心肌缺血再灌注過程中O-GclNAc 糖基化水平的變化。比如，在新生大鼠心肌細(xì)胞的缺氧/復(fù)氧研究中，缺氧/復(fù)氧可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)O-GclNAc糖基化水平上升［37］；在離體心臟的缺血再灌注研究中，缺血再灌注后心臟O-GclNAc 糖基化水平顯著下降［38］；在動(dòng)物的在體心肌缺血再灌注研究中，缺血預(yù)處理可提高O-GclNAc 糖基化水平［39］。在上述研究中，雖然O-GlcNAc 糖基化水平變化趨勢(shì)不一致，但外源性提高O-GlcNAc 糖基化水平均可減少心肌細(xì)胞死亡，縮小心肌梗死面積，保護(hù)心功能［37-39］。Jensen 等［40］提取了人的右心房組織進(jìn)行離體缺血再灌注研究，他們發(fā)現(xiàn)O-GlcNAc 糖基化參與介導(dǎo)了缺血預(yù)適應(yīng)誘導(dǎo)的心臟保護(hù)作用。臨床上對(duì)手臂進(jìn)行間歇性短時(shí)間缺血和再灌注刺激可提高心肌梗死患者的心肌存活率［41］，即遠(yuǎn)程缺血預(yù)處理具有心臟保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)程缺血預(yù)處理可增加心房小梁的O-GlcNAc水平，而阻礙O-GlcNAc 增加后心臟保護(hù)作用消失［40］，提示O-GlcNAc 在遠(yuǎn)程缺血預(yù)處理介導(dǎo)的心臟保護(hù)中也起著關(guān)鍵作用。

4.2 對(duì)急性血管損傷的作用 由前可知，異常升高的O-GlcNAc 糖基化水平促進(jìn)了血管功能紊亂和高血壓的形成。令人意外的是，O-GlcNAc 糖基化水平的急性升高具有血管保護(hù)作用。Oparil實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，O-GlcNAc 水平在頸動(dòng)脈內(nèi)膜損傷后迅速下降，并持續(xù)長(zhǎng)達(dá)24 h 以上；通過給予葡萄糖胺或OGA 抑制劑PUGNAc 來升高受損血管的O-GlcNAc 糖基化水平，可減少急性炎癥介質(zhì)的表達(dá)；如果持續(xù)給予葡萄糖胺治療14 d 則可顯著抑制新生內(nèi)膜的增生［42］。在血管內(nèi)膜增生中平滑肌細(xì)胞為主導(dǎo)細(xì)胞，因此，該團(tuán)隊(duì)又進(jìn)行了細(xì)胞研究，他們發(fā)現(xiàn)提高O-GlcNAc 糖基化水平可抑制血管平滑肌細(xì)胞中TNF-α 誘導(dǎo)的炎癥介質(zhì)表達(dá)，并且認(rèn)為O-GlcNAc 糖基化的抗炎作用是由于NF-κB 的p65 亞基發(fā)生O-GlcNAc 糖基化修飾后NF-κB 信號(hào)通路受抑制所致［43］。此外，Hilgers 等［44］發(fā)現(xiàn)提高O-GlcNAc 糖基化水平可抑制離體主動(dòng)脈中TNF-α誘導(dǎo)的內(nèi)皮功能紊亂。

4.3 對(duì)心臟干細(xì)胞的保護(hù)作用 有研究顯示，OGlcNAc 糖基化可部分調(diào)節(jié)胚胎干細(xì)胞的多能性和重編程［45］。隨后，Zafir 等［46］探討了O-GlcNAc 糖基化在心臟干細(xì)胞中的作用，他們發(fā)現(xiàn)在心臟干細(xì)胞缺氧/復(fù)氧過程中蛋白質(zhì)O-GlcNA 糖基化水平呈時(shí)間依賴性升高［46］。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，降低O-GlcNA 糖基化水平可減弱心臟干細(xì)胞的抗缺氧能力，而提高O-GlcNAc 糖基化水平可提高心臟干細(xì)胞的存活率。近年來，心臟干細(xì)胞移植已成為急性心肌梗死治療的一種新方法，但移植后細(xì)胞的低存活率是亟待解決的問題之一。理論上，移植前在體外預(yù)先提高心臟干細(xì)胞的O-GlcNAc 糖基化水平有望提高其在梗死心肌局部的存活率，但這有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

5 調(diào)控蛋白質(zhì)O-GlcNAc糖基化對(duì)心血管疾病的治療意義

O-GlcNAc 糖基化對(duì)心血管系統(tǒng)的作用主要取決于刺激的持續(xù)時(shí)間。在急性心血管損傷中，OGlcNAc 糖基化水平的短期升高經(jīng)由抗炎和介導(dǎo)缺血預(yù)適應(yīng)等機(jī)制發(fā)揮心肌和血管的保護(hù)作用［40，43］。如果這一保護(hù)作用可被進(jìn)一步證實(shí)，那么在進(jìn)行心臟移植術(shù)和冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)等手術(shù)前，通過藥物抑制OGA活性來提高O-GlcNAc糖基化水平，或者通過基因工程手段提高O-GlcNAc 糖基化水平，有望保護(hù)心臟和血管，改善心功能，提高生存率。相反，在心力衰竭等慢性心血管疾病中，O-GlcNAc 糖基化的慢性增加將損害心臟的正常功能。新近有學(xué)者利用OGT和OGA轉(zhuǎn)基因小鼠模型證實(shí)，過度的O-GlcNAc糖基化可抑制線粒體復(fù)合體I的活性，致使線粒體能量產(chǎn)生功能受損，進(jìn)而促進(jìn)心力衰竭和死亡的發(fā)生［47］。機(jī)制方面的研究有待進(jìn)一步深入。在將來，以下幾點(diǎn)仍需著重探討：在心血管疾病發(fā)生發(fā)展中哪些蛋白質(zhì)的O-GlcNAc 糖基化修飾水平是發(fā)生變化的（升高或降低）？蛋白質(zhì)O-GlcNAc 糖基化修飾的具體位點(diǎn)？O-GlcNAc 糖基化修飾對(duì)靶蛋白功能的影響？毫無疑問，這些問題的明確將使通過外源性調(diào)控靶蛋白O-GlcNAc 糖基化水平來治療心血管疾病成為可能?？紤]到O-GlcNAc 糖基化在人體疾病中的復(fù)雜作用，針對(duì)不同疾病給予器官特異性、蛋白質(zhì)靶向性的O-GlcNAc糖基化調(diào)控更具可行性。

總而言之，O-GlcNAc 糖基化水平的短期急性升高對(duì)急性心血管損傷中的心肌和血管具有保護(hù)作用，而O-GlcNAc 糖基化的長(zhǎng)期慢性增加參與了慢性心血管疾病的發(fā)生發(fā)展。深入探討O-GlcNAc 糖基化在心血管疾病發(fā)生發(fā)展中的作用，有助于我們深入理解心血管疾病的發(fā)病機(jī)制，從而為臨床研發(fā)新藥提供理論依據(jù)。