保护素
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㊃综述㊃骨保护素与骨质疏松和动脉钙化陈乐,周华东关键词:骨保护素;骨质疏松;钙质沉着症;N F -κB ;骨细胞D O I :10.3969/j.i s s n .1009-0126.2019.04.026作者单位:233030蚌埠医学院研究生院(陈乐);陆军军医大学第三附属医院神经内科(周华东)通信作者:周华东,E m a i l :z h o u h u a d @163.c o m心脑血管疾病是导致中老年人死亡的主要原因,动脉钙化是严重心脑血管疾病发生的重要病理基础[1]㊂在动脉钙化发生的众多相关潜在生物标志物中,骨保护素(o s t e o pr o t -e ge r i n ,O P G )引起了人们的广泛注意[2]㊂O P G 是T N F 受体超家族成员,N F -κB 受体活化因子配体(R A N K L )是它的配体㊂O P G 参与调节破骨细胞的分化和活化,维持骨形成与骨吸收的动态平衡,与骨质疏松的发生有关[3]㊂血管钙化的发生类似于骨重构的过程,血管钙化和骨质疏松两类疾病是老年人群中的常见疾病,常常存在于一个老年个体中,两者之间的分子机制尚不清楚[4]㊂O P G 与动脉钙化和骨质疏松发生之间的关系值得深入探讨㊂1 O P G 与R A N K L 和N F -κB 受体活化因子(R A N K )及O P G 系统1.1 O P G O P G 是一种可溶性糖蛋白,属于T N F 受体超家族成员㊂其前体是由401个氨基酸组成的多肽,单体质量为60000,在肝素结合域的半胱氨酸400残留物中组装成120000双硫链二聚体,当N 末端的21个氨基酸裂解后就成为成熟O P G ㊂它除了在骨组织中的高浓度表达,在心㊁肺㊁肾㊁肝㊁骨髓和免疫系统(树突状细胞)等多种组织中也有表达[5]㊂C a o 等[6]利用钙化培养液培养血管平滑肌细胞,在培养液上清液中检测到高水平的O P G ㊂K o c h 等[7]在体外用双膦酸盐刺激人成骨细胞,通过P C R 定量检测O P G 水平,发现O P G 的表达增高㊂以上研究提示,O P G 在基础条件下可由内皮细胞㊁血管平滑肌细胞和成骨细胞表达㊂有研究结果显示,过表达O P G 的转基因小鼠出现破骨细胞数量减少而发生骨硬化[8]㊂另一项研究观察到O P G 缺乏的小鼠表现出骨质疏松症状,这提示了O P G 在骨量的维持中具有重要作用[9]㊂1.2 R A N K L 和R A N K 及O P G 系统 R A N K L ㊁R A N K ㊁O P G 系统的三联体均是T N F 受体超家族成员㊂R A N K L 是O P G 的配体之一,是一种由317个氨基酸组成的多肽㊂在骨和骨髓中表达较高,在淋巴组织中也有表达㊂具有诱导破骨细胞分化发育的作用,能促进骨的重吸收[10]㊂R A N K是一种1型跨膜蛋白,是R A N K L 的受体,能与R A N K L 结合发挥作用,在单核细胞破骨细胞前体和树突状细胞中表达㊂R A N K 缺乏单独激活细胞内蛋白激酶途径的能力,需要衔接分子与之特定的结构域结合来激活信号传导功能㊂这些衔接分子包括T N F 受体相关因子(T N F r e c e pt o r -a s s o c i -a t e d f a c t o r s ,T R A F ),它们与R A N K 结构域中的特定位点结合后可激活下游分子[11]㊂R A N K L 与R A N K 结合诱导T R A F 与R A N K 特定位点结合并激活N F -κB 和三条蛋白激酶途径(c -J u n 氨基末端激酶途径㊁胞外信号调控激酶途径和p 38信号途径),从而促进破骨细胞生成,在促进骨的重吸收中起重要作用㊂另外,R A N K L 与R A N K 结合还可通过激活丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶途径来诱导破骨细胞分化[12]㊂O P G 在成骨细胞中的表达受到W n t /β连环蛋白途径的调节,可以竞争性结合R A N K L ,阻止R A N K L 与R A N K 相互作用,从而抑制破骨细胞分化和骨吸收,在促进骨形成和维持骨量中起重要作用[13]㊂2 O P G 在骨代谢和动脉钙化发生机制中的作用骨是一种动态器官,骨形成和骨吸收是多单位细胞共同作用的结果,一旦形成,便持续存在破骨细胞对旧骨的降解及成骨细胞对新生骨的生成㊂破骨细胞是体内主要的矿物吸收细胞,需要几个信号通路的协同刺激来启动和调节它们的细胞分化㊂它们是由来自于髓系的前体单核细胞融合形成,骨髓巨噬细胞在巨噬细胞集落刺激因子和R A N K L 的共同作用下分化成破骨细胞[14]㊂成骨细胞起源于骨髓基质的间质细胞,是骨形成的主要功能细胞,负责骨基质的合成和矿化㊂成骨细胞和破骨细胞协同作用共同维持骨代谢的动态平衡,骨代谢疾病如骨质疏松症表现为骨密度降低,骨质量变差,伴随骨骼微结构恶化和骨折倾向,主要原因是骨代谢平衡遭到破坏,破骨细胞的活性高于成骨细胞的活性[15]㊂一项基础研究证实O P G 缺乏的小鼠表现出骨质疏松症状,提示O P G 在抑制骨质疏松的发生中可能起重要作用[9]㊂L i u 等[16]研究发现,类风湿关节炎患者局部骨微环境中R A N K L 及O P G 的表达比率决定了破骨细胞分化的方向,比率增加诱导了类风湿关节炎的发生和骨质破坏,结果提示,O P G 对保护软骨关节面不受侵蚀具有重要的作用㊂大量研究已经证明O P G 在骨的代谢调节中具有重要作用,在抑制破骨细胞分化和成熟过程中也有重要作用,因此,O P G可能在防止骨质疏松等骨代谢疾病中起重要作用[17]㊂越来越多的研究表明,O P G 与动脉钙化有密切的联系㊂动脉钙化是心血管疾病的危险因素,也是导致患者死亡的主要原因㊂然而,血管钙化的分子基础仍不清楚㊂O P G 等骨代谢标志物在动脉钙化的形成和抑制中也可能起重要作用㊂O P G 可以在正常血管壁中表达,在粥样硬化的血管壁中能检㊃734㊃中华老年心脑血管病杂志2019年4月第21卷第4期 C h i n J G e r i a t r H e a r t B r a i n V e s s e l D i s ,A pr 2019,V o l 21,N o .4测到R A N K L和R A N K的存在,但是,在正常的血管壁中却检测不到R A N K L和R A N K[18]㊂有研究结果显示,R A N K L 与R A N K结合可以上调骨碱性磷酸酶的活性,促进血管粥样硬化斑块区平滑肌细胞的软骨样变,从而促进血管平滑肌细胞钙化,O P G可以竞争性与R A N K L结合,从而阻断R A N K L和R A N K的相互作用,抑制血管钙化的发生[19]㊂这提示R A N K L㊁R A N K及O P G系统在动脉钙化的调节中也具有重要作用㊂C a l l e g a r i等[20]在动物实验中观察到O P G 基因敲除的小鼠主动脉钙化大量增加㊂表明O P G的缺乏可以增加钙化血管的进一步损伤,O P G在防止动脉粥样硬化和钙化中可能有重要作用㊂比较矛盾的是,在大量的临床试验研究中发现,血清O P G水平随着心脑血管疾病的发生或者动脉粥样硬化和钙化的发生而升高,并且与疾病严重程度呈正相关[21]㊂但是,血清O P G水平在心脑血管疾病中升高的机制仍需进一步的研究㊂是O P G介导了动脉钙化还是血管损伤诱导了O P G的生成增加,两者谁是因谁是果?目前尚无明确定论㊂普遍的研究认为,动脉粥样硬化或钙化患者中O P G的水平升高是对血管损伤炎性病变的反应性增加,是机体对伤害的自我防御机制,不加重动脉钙化的程度和进程[21]㊂推断O P G可能在保护血管防止钙化中起重要作用㊂3O P G作为骨代谢性疾病和心脑血管疾病的生物标志物的研究3.1O P G作为骨代谢性疾病生物标志物的研究骨质疏松症是常见的骨代谢性疾病㊂O P G是骨代谢疾病的重要调节因子,在抑制骨吸收,防止骨量丢失中有重要作用㊂最新的一项体外实验发现,O P G可以抑制破骨细胞的分化,从而抑制骨量的丢失[22]㊂另一方面,有研究发现在骨质疏松患者体内存在针对O P G的自身抗体,这种抗体能破坏O P G对R A N K L的抑制作用,从而导致骨质疏松的发生[23]㊂1999年Y a n o等研究发现,伴骨质疏松的绝经后妇女血清O P G 水平高于不伴骨质疏松者,他们认为该现象是骨吸收增强后机体代偿性分泌O P G的结果㊂O P G能抑制破骨细胞前体细胞的分化和成熟,在骨破坏的早期阶段即发挥减少骨吸收的作用,因此,检测血清O P G水平能更早期地了解并动态观察骨代谢水平,在骨质疏松早期诊断中有重要作用㊂但是,骨质疏松患者血清O P G水平是否持续代偿性升高还有待进一步研究㊂3.2O P G作为心脑血管疾病的生物标志物的研究血清O P G水平被认为是各种心脑血管疾病血管风险和预后的生物标志物㊂早期的基础研究发现,O P G基因敲除的小鼠不仅出现了骨量减少而且在肾动脉和主动脉观察到钙化斑的增加[20]㊂这表明O P G也可发挥重要的血管保护作用㊂最近的临床试验表明,它与心脏病的进展和严重程度有关㊂研究者对272例经冠状动脉介入治疗的S T段抬高型心肌梗死患者进行循环O P G水平监测,发现心肌梗死患者急性期的O P G水平显著高于第1天和随访期间的水平,并且与年龄相关[24]㊂O P G被认为是急性冠状动脉综合征患者心力衰竭发展和死亡的独立预测因子,当急性冠状动脉综合征继发心力衰竭时测量循环O P G水平,发现O P G水平也显著高于正常值[25]㊂最新研究发现,血清O P G水平与颈内动脉和桡动脉硬化斑块的存在独立相关㊂利用超声检查证实,存在颈内动脉斑块或者桡动脉斑块的患者循环O P G水平均高于正常对照组,且与疾病严重程度呈正相关[26]㊂4O P G与骨代谢疾病和血管钙化的治疗O P G作为一种骨代谢标志物,在骨代谢和保护血管中均有重要作用㊂O P G及其制剂能否作为治疗骨质疏松和血管钙化的药物?一些研究已经证明O P G作为一种特殊的治疗剂对防止骨吸收和心血管疾病的动脉钙化有作用㊂O P G 可能会作为一种潜在的治疗剂来治疗骨质疏松和动脉钙化㊂骨的吸收主要是由于破骨细胞的激活和表达R A N K L的细胞活性增加导致,而O P G可以抑制破骨细胞的分化和成熟同时也可以诱导成骨细胞的发生㊂最新的研究证实,O P G 也可竞争性结合R A N K L,阻断其作用,从而达到防止骨量的丢失和治疗骨质疏松的目的[27]㊂多种治疗方法被尝试用来阻止或减轻血管钙化,K r a n e n b u r g等调查发现,可以运用治疗骨质疏松的药物来治疗血管钙化,例如O P G㊁二膦酸盐㊁狄诺塞麦和特立帕肽㊂2008年M o r o n y等的研究,用促动脉硬化食物喂养l d l r基因敲除的小鼠,对照组给予重组O P G治疗,喂养5个月,观察2组小鼠大动脉的钙化区域面积大小㊂结果显示,用重组O P G治疗的小鼠钙化区域面积明显小于未治疗组,表明重组O P G在治疗血管钙化中有重要作用㊂开发O P G及其制剂作为治疗血管钙化的药物尚处实验阶段,但是,开发O P G作为临床药物在治疗骨质疏松和血管钙化中具有重要意义㊂5小结O P G作为骨代谢标志物,在抑制破骨细胞的分化和促进骨的形成中起重要作用,但它不仅仅被认为只是骨代谢调节因子,也与心脑血管疾病的发生密切相关㊂临床研究表明,O P G的释放增加与心脑血管风险增加有关㊂普遍研究认为,血管损伤引起的O P G水平升高与机体的自我保护机制有关㊂根据O P G水平可以更快地诊断心脑血管疾病,从而改善预后㊂然而,O P G是否仅是一个标志物或者是否在保护血管损伤方面起着重要作用,还有待进一步证实㊂总之,O P G可能是心脑血管疾病危险性预测的新标志物,也可能成为保护骨组织和抑制血管钙化的治疗剂㊂参考文献[1] T h o m a s I C,F o r b a n g N I,C r i q u i MH.T h e e v o l v i n g v i e w o fc o r o n a r y a r t e r y c a l c i u m a nd c a r d i o v a s c u l a r d i se a s e r i s k[J].C l i n C a r d i o l,2018,41(1):144-150.D O I:10.1002/c l c.22842.[2] N u g r o h o J,W i d o r i n i W.C o r r e l a t i o n b e t w e e n o s t e o p r o t e g e r i ns e r u m l e v e l a n d c o r o n a r y c a l c i f i c a t i o n u s i n g c o r o n a r y a r t e r yc a l c i u m s c o r e i n p a t i e n t w i t h m ode r a t e-s e v e r e c a r d i o v a s c u l a rr i s k f a c t o r[J].I n t J A n g i o l,2017,26(4):234-237. 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本文引用:何玉虎,邹普,陈昊,等.骨保护素与冠心病合并糖尿病患者冠状动脉支架内再狭窄的关系[J].中国动脉硬化杂志,2022,30(2):100-104.[收稿日期]㊀2021-05-27[修回日期]㊀2021-07-08[基金项目]㊀国家自然科学基金项目(81870258㊁81800059)[作者简介]㊀何玉虎,博士,硕士研究生导师,研究方向为血管重塑,E-mail 为heyuhu1986@㊂通信作者周胜华,教授,博士研究生导师,研究方向为冠心病和血管重构,E-mail 为zhoushenghua@㊂㊃血管损伤与血管衰老专栏㊃[文章编号]㊀1007-3949(2022)30-02-0100-05骨保护素与冠心病合并糖尿病患者冠状动脉支架内再狭窄的关系何玉虎,邹普,陈昊,周胜华(中南大学湘雅二医院心内科,湖南省长沙市410011)[关键词]㊀骨保护素;㊀冠心病;㊀糖尿病;㊀支架内再狭窄[摘㊀要]㊀目的㊀探讨血清骨保护素(OPG )与冠心病合并糖尿病患者冠状动脉介入术后支架内再狭窄(ISR )的关系㊂方法㊀在行经皮冠状动脉介入治疗并于约1年后行冠状动脉造影复查的1652例糖尿病患者中,135例为ISR 患者(ISR 组),从其余患者中随机选取85例无ISR 的冠心病合并糖尿病患者作为对照(无ISR 组)㊂检测血清OPG 水平及生物化学指标,并收集患者的临床资料㊂通过多变量Logistic 回归分析发生ISR 的独立危险因素㊂结果㊀ISR 组血清OPG 水平显著高于无ISR 组(P <0.001)㊂与无ISR 组相比,ISR 组患者的吸烟发生率更高,血清肌酐㊁总胆固醇㊁高敏C 反应蛋白㊁低密度脂蛋白胆固醇水平更高,冠状动脉病变更严重,累及的血管更多,肾小球滤过率更低,使用降糖药物治疗患者更少,支架直径更小(P 均<0.05)㊂将血清OPG 水平按三分位数分组,在校正了可能的混杂因素后,多变量Logistic 回归分析显示血清OPG 高水平组发生ISR 的风险是低水平组的5.349倍(OR =5.349,95%CI 为2.049~13.967,P =0.001),中水平组发生ISR 的风险是低水平组的2.711倍(OR =2.711,95%CI 为1.095~6.710,P =0.031)㊂结论㊀冠心病合并糖尿病患者的血清OPG 水平与ISR 的发生相关,是ISR 的独立危险因素㊂[中图分类号]㊀R5[文献标识码]㊀ARelationship between osteoprotegerin and in-stent restenosis in patients with coronary heart disease complicated with diabetes after percutaneous coronary interventionHE Yuhu,ZOU Pu,CHEN Hao,ZHOU Shenghua(Department of Cardiology ,Xiangya Hospital ,Central South University ,Changsha ,Hunan 410011,China )[KEY WORDS ]㊀osteoprotegerin;㊀coronary heart disease;㊀diabetes;㊀in-stent restenosis[ABSTRACT ]㊀㊀Aim ㊀To investigate the relationship between serum osteoprotegerin (OPG)and in-stent restenosis (ISR)in patients with coronary heart disease complicated with diabetes after percutaneous coronary intervention (PCI).㊀㊀Methods ㊀From 1652diabetes patients undergoing PCI and follow-up angiography at approximately one year,135pa-tients were diagnosed with ISR,while 85patients without ISR were randomly included as controls.㊀Serum OPG levels and biochemical indexes were examined.㊀General clinical data of the study subjects were collected.㊀Multivariable Logistic regression was used to analyze the independent risk factors of ISR.㊀㊀Results ㊀Serum OPG levels were significantly high-er in patients with ISR than those without ISR (P <0.001).㊀Patients with ISR had higher rates of smoking,higher valuesof serum creatinine,total cholesterol,low density lipoprotein cholesterol (LDLC)and high sensitivity C-reactive protein (hs-CRP),lower values of glomerular filtration rate (GFR),more involved vessels,more severe lesions in coronary arter-ies,less treatment of dual antiplatelet therapy,diabetes control drugs and statins,and smaller stent diameter as compared with patients without ISR (all P <0.05).㊀The patients were further divided based upon the tertile distribution of OPG.㊀Multivariable Logistic regression analysis showed that OPG level was an independent determinant of ISR with an odds ratio of 5.349(95%CI:2.049~13.967,P =0.001)and 2.711(95%CI:1.095~6.710,P =0.031)for tertile 3and 2com-pared with tertile1after correction of possible confounding factors.㊀㊀Conclusion㊀Serum OPG level is associated with the presence of ISR,and it is an independent risk factor of ISR in diabetes patients.㊀㊀经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)开创了治疗冠状动脉疾病的新时代㊂但是,PCI术后可发生支架内再狭窄(in-stent restenosis,ISR)[1-2]㊂尽管与裸金属支架相比,药物洗脱支架(drug-eluting stent,DES)植入显著降低了ISR的临床发生率,但ISR仍占病例的3%~20%,主要取决于患者的病变特征㊁危险因素(特别是合并糖尿病)和植入DES的类型[3-4]㊂骨保护素(osteoprotegerin,OPG)是一种可溶性分泌蛋白,为核因子κB受体活化因子配体(receptor activator for nuclear factor-κB ligand,RANKL)受体激活剂的诱饵受体,从而干扰RANKL及其细胞表面受体核因子κB受体活化因子(receptor activator for nuclear factor-κB,RANK)的相互作用[5]㊂OPG/ RANKL/RANK系统最初被确定为骨代谢的调节因子㊂最近,OPG还与多种心血管疾病有关,包括动脉粥样硬化和斑块不稳定㊁心力衰竭㊁肺动脉高压以及血管钙化[6-8]㊂重组OPG可改善主动脉血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells,VSMC)的存活率以及增强其增殖能力[9-10],并增强肺动脉平滑肌细胞的迁移和增殖能力[11]㊂临床研究表明,循环中的OPG水平升高与动脉粥样硬化的患病率和严重性增加以及梗死后心力衰竭的发展有关[12-13]㊂然而,目前冠心病患者特别是合并糖尿病人群血清OPG与PCI后ISR的关系仍不清楚,本研究通过检测糖尿病ISR患者血清OPG水平,评估血清OPG 水平与糖尿病患者ISR发生的相关性㊂1㊀资料和方法1.1㊀研究对象于2010年1月 2015年7月在上海交通大学医学院附属瑞金医院行PCI并在约1年后行冠状动脉造影复查的1652例糖尿病患者中,排除肿瘤㊁慢性心力衰竭(射血分数<45%)㊁先天性心脏病㊁急性心力衰竭㊁合并瓣膜疾病或心肌病患者,其中135例患者诊断为ISR,设为ISR组,从剩余患者中随机入选85例性别和年龄相匹配的冠心病合并糖尿病患者作为无ISR组㊂ISR的诊断标准为冠状动脉造影复查时,支架节段㊁支架近端及远端5mm内血管内径再次狭窄>50%㊂1.2㊀方法经过夜禁食后,在冠状动脉造影之前收集所有患者的血标本㊂在Hitachi912分析仪上检测血糖㊁血尿素氮㊁肌酐㊁尿酸㊁总胆固醇㊁低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDLC)㊁高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol, HDLC)㊁脂蛋白(a)㊁载脂蛋白A㊁载脂蛋白B和甘油三酯(罗氏诊断公司,Mannheim,德国)㊂糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin,HbA1c)浓度通过使用离子交换高效液相色谱仪和Bio-Rad变异血红蛋白检测系统(Bio-Rad Laboratories,Hercules,CA, USA)进行检测㊂为了检测血清OPG,收集血标本,以1500g离心15min,然后取上清并等分置于-80ħ冰箱中冻存㊂使用ELISA试剂盒(目录号DY805,R&D Systems,明尼苏达州,美国)测定血清OPG水平㊂1.3㊀统计学分析采用SPSS19.0统计软件进行统计学分析㊂计量资料以xʃs表示,组间比较采用方差分析,并以Bonferroni校正进行评估㊂计数资料以例数和百分率表示,组间比较采用卡方检验㊂拟合正态分布使用t检验进行评估,双向P值<0.05被认为差异具有统计学意义,并使用95%置信区间㊂多因素Lo-gistic回归分析ISR的危险因素㊂以P<0.05为差异有统计学意义㊂2㊀结㊀果2.1㊀临床基线资料比较与无ISR组相比,ISR组患者的吸烟发生率更高,血清肌酐㊁总胆固醇㊁高敏C反应蛋白(high sen-sitivity C-reactive protein,hs-CRP)㊁LDLC及OPG水平更高,使用降糖药物治疗者更少,冠状动脉病变更严重,累及血管更多,肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR)㊁血清HDLC水平更低,支架直径更小(P均<0.05)㊂两组在性别㊁年龄㊁体质指数㊁血压㊁高脂血症㊁心肌梗死㊁高血压发生率㊁HbA1c㊁空腹血糖㊁甘油三酯㊁左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)㊁使用双重抗血小板治疗及他汀类药物治疗㊁使用β受体阻滞剂治疗㊁使用血管紧张素转换酶抑制剂(angiotensin con-verting enzyme inhibitor,ACEI)/血管紧张素受体拮抗剂(angiotensin receptor blocker,ARB)治疗㊁PCI术前冠状动脉狭窄程度㊁支架置入数和支架长度方面差异均无统计学意义(P 均>0.05;表1)㊂表1.两组患者的基线特征Table 1.Baseline characteristics in patients with andwithout ISR项目无ISR(n =85)ISR(n =135)P 值男性/[例(%)]57(67.1)97(71.8)0.272年龄/岁66.13ʃ8.8966.15ʃ9.510.984体质指数/(kg /m 2)25.97ʃ3.2525.90ʃ3.250.890吸烟/[例(%)]25(29.4)62(45.9)0.016高血压/[例(%)]71(83.5)102(75.6)0.179收缩压/mmHg 137.34ʃ19.24139.08ʃ20.970.537舒张压/mmHg 75.90ʃ10.2875.87ʃ12.360.984高脂血症/[例(%)]23(12)40(19.9)0.760心肌梗死史/[例(%)]27(27.1)40(29.6)0.765血清肌酐/(mol /L)78.78ʃ18.2890.73ʃ20.87<0.001GFR /[mL /(min㊃1.73m 2)]94.65ʃ20.2079.86ʃ18.06<0.001HbA1c /%7.34ʃ1.307.44ʃ1.460.604空腹血糖/(mmol /L)7.02ʃ2.277.08ʃ2.750.870甘油三酯/(mmol /L) 1.64ʃ1.06 1.68ʃ1.390.800总胆固醇/(mmol /L) 3.43ʃ0.98 3.90ʃ1.490.011HDLC /(mmol /L) 1.06ʃ0.33 1.00ʃ0.240.111LDLC /(mmol /L) 1.98ʃ0.732.22ʃ0.900.033hs-CRP /(mg /L) 1.4(0.52~5.48) 3.87(1.48~8.20)<0.001OPG /(μg /L) 2.64(1.92~3.52) 3.91(2.51~6.96)<0.001LVEF /%62.92ʃ7.5261.72ʃ8.800.298药物治疗/[例(%)]㊀双重抗血小板治疗83(97.6)124(91.9)0.086㊀ACEI /ARB55(64.7)94(69.6)0.462㊀β受体阻滞剂73(85.9)116(85.9)0.993㊀他汀类药物82(96.5)121(89.6)0.073㊀降血糖药物71(83.5)96(71.1)0.037冠状动脉病变/[例(%)]㊀左主干2(2.4)9(6.7)0.210㊀左前降支67(78.8)106(78.5)0.957㊀左回旋支41(48.2)79(58.5)0.165㊀右冠状动脉44(51.8)79(58.5)0.333冠心病严重程度/[例(%)]㊀1支病变36(42.4)48(35.6)0.264㊀2支病变31(36.5)45(33.3)0.664㊀3支病变18(21.2)42(31.1)0.122㊀多支病变49(57.6)87(64.4)0.322冠状动脉病变特征/[例(%)]㊀B2/C 型病变47(55.3)101(74.8)<0.003㊀㊀续表项目无ISR(n =85)ISR(n =135)P 值分叉病变20(23.5)44(32.6)0.171慢性完全闭塞病变8(9.4)25(18.5)0.081PCI 术前冠状动脉狭窄/[例(%)]88.30ʃ7.7889.98ʃ7.200.104支架置入数 1.93ʃ0.81 1.82ʃ0.720.308支架直径/mm 3.05ʃ0.51 2.87ʃ0.450.008支架长度/mm41.16ʃ7.4042.71ʃ7.250.6602.2㊀Logistic 回归分析OPG 水平按三分位数分组,在校正了性别㊁年龄㊁体质指数㊁冠心病危险因素㊁生物化学指标㊁GFR㊁LVEF㊁药物治疗㊁冠状动脉病变严重程度㊁冠状动脉病变特点㊁支架直径㊁支架长度等可能的混杂因素后,血清OPG 高水平组发生ISR 的风险是低水平组的5.349倍(95%CI 为2.049~13.967,P =0.001),中水平组发生ISR 的风险是低水平组的2.711倍(95%CI 为1.095~6.710,P =0.031),说明OPG 是ISR 的独立危险因素,血清OPG 水平与ISR 的发生相关㊂低GFR㊁hs-CRP㊁未使用糖尿病类药物治疗㊁B2/C 型病变㊁慢性完全闭塞病变和较小的支架直径也是ISR 的独立危险因素(表2)㊂3㊀讨㊀论OPG 作为可溶性蛋白肿瘤坏死因子受体家族的一员,其最早在骨代谢领域进行研究,发现其可以阻止破骨细胞分化进而促进骨骼形成来预防骨质疏松㊂近年来的研究发现,OPG 在内分泌代谢㊁肿瘤㊁心血管㊁免疫炎症领域均发挥重要的作用[14-16]㊂特别是在心血管以及免疫炎症领域,血清OPG 水平升高被发现与冠状动脉钙化㊁血管硬化及冠状动脉粥样斑块的不稳定有关[17-19]㊂研究表明,冠状动脉病变患者的血清OPG 水平明显升高,揭示OPG 在冠状动脉粥样硬化的发生发展中发挥重要作用,同时也发现OPG 水平升高与冠心病的严重程度独立相关[20-21]㊂在心血管疾病的病理状态下,血管处于炎症浸润状态,OPG 表达水平在心血管疾病中升高,提示OPG 在血管重塑性疾病中发挥重要作用㊂PCI 术过程中导丝对血管造成损伤,引起血管中膜层平滑肌细胞向血管内膜迁移是PCI 术后发生ISR 的主要原因㊂研究表明,血管组织特别是中膜层平滑肌细胞OPG 表达异常丰富[22-23]㊂研究表明糖尿病患者容易发生动脉粥样硬化,从而引起主要不良心血管事件[24]㊂糖尿病作为PCI 术后发生ISR表2.ISR的多因素Logistic回归分析Table2.Multivariable Logistic regression analysis for in-stent restenosis项目模型1(不包含OPG)OR值(95%CI)P值模型2(包含OPG)OR值(95%CI)P值血清OPG水平<0.001㊀低水平组 1(ref.) ㊀中水平组 2.711(1.095~6.710)0.031㊀高水平组 5.349(2.049~13.967)0.001性别 1.056(0.441~2.529)0.902 1.019(0.976~1.064)0.390年龄 1.014(0.973~1.057)0.500 1.149(0.454~2.905)0.770体质指数 1.020(0.912~1.142)0.725 1.009(0.896~1.136)0.880高血压0.663(0.260~1.694)0.3910.662(0.253~1.735)0.401高脂血症0.882(0.375~2.076)0.7740.869(0.362~2.085)0.753吸烟 1.384(0.557~3.438)0.4840.984(0.369~2.624)0.974心肌梗死史 1.253(0.556~2.826)0.586 1.218(0.519~2.861)0.650 HbA1c 1.097(0.844~1.426)0.488 1.069(0.814~1.403)0.632总胆固醇/HDLC 1.187(0.885~1.592)0.252 1.190(0.860~1.645)0.293 GFR0.956(0.937~0.977)<0.0010.954(0.933~0.975)<0.001 hs-CRP 1.120(1.032~1.215)0.006 1.139(1.041~1.247)0.005 LVEF0.983(0.939~1.029)0.4630.989(0.944~1.037)0.646抗血小板治疗0.303(0.044~2.079)0.2240.368(0.051~2.667)0.323他汀类药物治疗0.580(0.116~2.895)0.5060.405(0.069~2.390)0.319糖尿病药物治疗0.439(0.185~1.042)0.0620.357(0.143~0.889)0.027多支血管病变 1.277(0.613~2.663)0.513 1.265(0.587~2.730)0.548 B2/C型病变 3.796(1.715~8.401)0.001 3.658(1.605~8.335)0.002慢性完全闭塞病变 2.647(0.897~7.816)0.078 3.224(1.063~9.775)0.039分叉病变 1.333(0.616~2.886)0.466 1.305(0.580~2.935)0.520支架直径0.343(0.162~0.728)0.0050.454(0.209~0.985)0.046支架长度0.982(0.934~1.031)0.4610.988(0.939~1.040)0.648㊀㊀注: 为数据未获得㊂最重要的危险因素之一,有研究表明2型糖尿病患者血浆OPG表达水平升高,并且与动脉僵硬度㊁炎症反应等有关,从而参与血管重塑的病理生理过程[25]㊂也有研究发现血清OPG水平升高可以显著增加糖尿病患者心血管死亡率[19]㊂本研究纳入的冠心病合并糖尿病患者中,ISR组血清OPG水平显著高于无ISR组,即OPG水平与ISR的发生相关㊂因此推断OPG是ISR的独立危险因素㊂然而,血浆OPG水平高低与血糖以及HbA1c是否有相关性以及什么样的的相关性尚不明确,需要进一步深化分析与研究,为临床提供更多依据㊂OPG与ISR是否有直接因果关系,其对ISR发生的作用途径和机制尚不清楚㊂在经典的骨代谢研究中,OPG主要通过OPG/RANKL/RANK系统发挥作用㊂研究发现OPG以不依赖TRAIL的方式促进各种癌细胞和内皮细胞增殖[22-23]㊂这些研究结果扩展了OPG的功能意义,使其超出了作为核因子κB配体和TRAIL诱饵受体的受体激活因子的作用,并暗示它可能与整合素或脂肪酸合酶相互作用㊂支架置入对血管造成损伤,数小时内细胞因子及中性粒细胞聚集产生炎症反应,促进VSMC表型由收缩表型向分泌表型转化,从而使VSMC增殖迁移[26]㊂OPG作为可溶性蛋白肿瘤坏死因子受体家族的一员,在免疫炎症领域中发挥比较重要的作用,在血管损伤后产生炎症反应,参与血管重塑过程㊂研究表明,OPG可促进肺动脉平滑肌细胞的增殖和迁移导致肺动脉高压的发生,也可以通过促进微血管内皮细胞的迁移和增殖来调控血管新生[6,27]㊂上述OPG诱导的生物学效应由整合素受体αvβ3和αvβ5诱导的下游ERK激酶激活介导[23]㊂因此,推测OPG可能通过整合素受体αvβ3激活平滑肌细胞迁移和增殖来促进ISR的发生,但是,需要进一步的研究来探讨OPG是通过何种途径发挥作用,以及OPG对ISR的作用途径是否与经典通路不同㊂本研究尚存在一些不足之处,首先,本研究受到相对较小的样本量及其采用横截面设计的限制,从而只能表明冠心病合并糖尿病患者OPG与ISR 的相关性,但不能据此进行风险预测;其次,仅在85例年龄和性别匹配的非ISR患者中检测了血清OPG水平,而并非在该队列中对所有非ISR患者进行血清OPG检测,因此无法排除在非ISR患者血清OPG检测过程中存在选择偏倚的可能性;再次,本研究未进行基础实验探讨OPG对疾病发生的确切机制㊂后续还需要进一步采取大规模前瞻性研究来证实OPG与疾病的相关性及对疾病风险的预测价值㊂[参考文献][1]SIONTIS G C,STEFANINI G G,MAVRIDIS D,et al.Percutaneous coronary interventional strategies for treatment of in-stent restenosis:a network Meta-analysis[J].Lancet,2015,386(9994):655-664.[2]DANGAS G D,CLAESSEN B E,CAIXETA A A,et al.In-stent restenosis in the drug-eluting stent era[J].J Am Coll Cardiol, 2010,56(23):1897-1907.[3]KAUL U,BANGALORE S,SETH A,et al.Paclitaxel-eluting versus everolimus-eluting coronary stents in diabetes[J].N Engl J Med,2016,375(4):398.[4]RACHNER T D,KASIMIR-BAUER S,GÖBEL A,et al.Prognostic value of RANKL/OPG serum levels and disseminated tumor cells in nonmetastatic breast cancer[J].Clin Cancer Res,2019,25(4): 1369-1378.[5]TAMTAJI O R,BORZABADI S,GHAYOUR-MOBARHAN M,et al.The effects of fatty acids consumption on OPG/RANKL/RANK system in cardiovascular diseases:current 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骨保护素保护关节软骨细胞作用机制研究高智;徐洪伟;徐宏光;张晓玲;马明明;徐永明【期刊名称】《浙江医学》【年(卷),期】2022(44)9【摘要】目的探讨骨保护素(OPG)对间歇性循环牵张力(ICMT)加力诱导下退变的关节软骨细胞保护作用的机制。
方法获取大鼠膝关节软骨细胞,传代至P2代进行实验,对细胞用FX-5000TM细胞体外力学刺激装置进行力学刺激,建立关节软骨细胞体外退变模型。
P2代软骨细胞随机分为对照组、ICMT 3 d组(在与对照组相同培养条件下对细胞进行8%压强的ICMT,0.5 Hz,10 h/d,加力3 d)、OPG组(在细胞培养液中加入一定浓度的OPG培养细胞)、ICMT 3 d+OPG组(对用含有OPG的细胞培养液培养的细胞进行加力3 d)。
培养3 d后收集各组细胞,应用倒置相差光学显微镜观察关节软骨细胞的表型变化,甲苯胺蓝染色法观察细胞表面形态,四噻唑蓝法检测不同浓度OPG和不同ICMT作用时间下关节软骨细胞存活率的变化。
RT-PCR法检测各组关节软骨细胞中二型胶原、蛋白聚糖、SRY相关高迁移率族盒蛋白9(SOX-9)、基质金属蛋白酶13(MMP-13)mRNA表达水平,Western blot法检测各组关节软骨细胞中NF-κB信号通路相关蛋白MMP-13、p65、磷酸化p65(p-p65)蛋白表达水平。
结果与对照组比较,ICMT 3 d组细胞发生梭形改变,细胞外基质减少;ICMT 3 d+20 ng OPG组细胞形态变化不明显,细胞外基质的丢失得到改善。
ICMT 1 d组、ICMT 2 d组、ICMT 3 d组、5 ng OPG组、10 ng OPG 组和20 ng OPG组与对照组关节软骨细胞存活率比较,差异均无统计学意义(均P>0.05)。
与对照组比较,ICMT 1 d组、ICMT 3 d组细胞中二型胶原、蛋白聚糖、SOX-9 mRNA表达水平均下降,ICMT 3 d组细胞中MMP-13 mRNA表达水平升高,差异均有统计学意义(均P<0.05)。
重组人骨保护素对聚乙烯颗粒刺激破骨细胞功能的影响张海龙# 黄朝梁 陈世荣 【摘 要】 目的 通过观察重组人骨保护素(recombinant human osteoprotegerin,rhOPG)对聚乙烯颗粒刺激破骨细胞功能的影响,探讨rhOPG防治人工关节无菌性松动的可行性。
方法 取出生24 h内新西兰白兔5只,体重80~100 g,雌雄不限。
分离培养四肢长骨破骨细胞,以1 × 105/mL密度均匀接种于大小为10 mm × 10 mm玻片和8 mm × 8 mm × 50 µm 骨片的24孔板内。
根据加入rhOPG及聚乙烯颗粒浓度和密度的不同,玻片培养板和骨片培养板再分别分为1 ×109/mL聚乙烯颗粒培养组(聚乙烯组)、1 × 109/mL聚乙烯颗粒和100 ng/mL rhOPG共培养组(聚乙烯/rhOPG组)及空白对照组。
于培养1、3、5、7 d取细胞玻片行HE、甲苯胺蓝染色,抗酒石酸酸性磷酸酶(trafrate resistant acid phosphatase,TRAP)染色计数阳性细胞数;皮质骨片行甲苯胺蓝染色并用扫描电镜观察骨片吸收陷窝形态。
结果 TRAP染色后破骨细胞呈玫瑰红色;培养后5 、7 d,聚乙烯组阳性染色的破骨细胞与对照组、聚乙烯/rhOPG组比较明显增多,差异均有统计学意义(P < 0.05);对照组与聚乙烯/rhOPG组比较,差异无统计学意义(P > 0.05)。
骨片吸收陷窝甲苯胺蓝染色呈蓝紫色;培养5 、7 d后,聚乙烯组骨片上的吸收陷窝计数与对照组比较明显增多(P < 0.05);培养后1、3、5、7 d,聚乙烯/rhOPG组骨片上的吸收陷窝计数与聚乙烯组比较,差异均有统计学意义(P < 0.05)。
结论 rhOPG可抑制聚乙烯颗粒对破骨细胞的刺激作用,可用于防治人工关节置换术后的无菌性关节松动。
保护人类神经系统的神经营养素人类的神经系统是我们身体重要的组成部分,它掌控着我们的感觉、思维、判断、运动等功能。
由于经常过度使用和外界环境的影响,神经系统容易受到伤害,导致各种神经疾病。
为了维持神经健康,我们需要从饮食中摄入足够的神经营养素。
本文将介绍几种保护人类神经系统的营养素。
第一种营养素是欧米茄-3脂肪酸。
卵磷脂和脑脂肪酸是构成人类大脑的重要成分,而欧米茄-3脂肪酸是这些成分的主要来源。
欧米茄-3脂肪酸在维持神经元的稳定性和保护神经细胞膜方面发挥着重要作用。
研究发现,欧米茄-3脂肪酸可以改善失眠、神经炎症和躁郁症等神经系统问题。
由于人类体内不能合成欧米茄-3脂肪酸,我们需要从食物中摄取,如鱼、亚麻籽、核桃和芝士。
第二种营养素是维生素B。
维生素B与神经系统相关,在神经细胞中起到能量代谢、通讯、神经传递和神经发育等多种功能。
研究表明,维生素B缺乏会导致记忆力减退、神经痛和抑郁等问题。
比如,维生素B6可以帮助乳酸和其他血浆氨基酸转化为谷氨酸,从而促进神经元的活动。
维生素B12可以促进神经节细胞的正常功能和神经发育,帮助保护神经系统。
维生素B的主要食物来源包括肉、蛋、牛奶、豆类和全麦面包等。
第三种营养素是抗氧化剂。
抗氧化剂可以保护细胞免受氧化损伤,同时减轻神经细胞的发炎和损伤。
其中一种抗氧化剂是维生素E,它可以提高神经细胞膜的稳定性,帮助人类预防癫痫和老年痴呆等神经系统疾病。
其他抗氧化剂,如西红柿、绿茶、红酒和橄榄油等也是不错的神经营养素来源。
第四种营养素是黄酮类化合物。
黄酮类化合物是植物中具有类似雌激素的化合物,它们在抗菌和抗癌方面表现出色。
黄酮类化合物也可以保护和增强人类的神经系统,减轻神经疼痛和精神抑郁症等问题。
食用富含黄酮类化合物的食物,如大豆、黑豆、黑巧克力、柠檬和葡萄等,都有益于神经健康。
以上几种营养素都是保护人类神经系统的重要组成部分。
摄入足够的维生素B、抗氧化剂、黄酮类化合物和欧米茄-3脂肪酸可以帮助人类预防和减轻神经系统疾病。
2013年第11期H E I L O N G JI A N G M E D I C A L J O U R N A L N ov.20131043临床研究四肢长管状骨骨折患者血清骨保护素检测及意义马毅1,门建涛1,高宇1,韩剑锋2(1.武警黄金第一总队门诊部,黑龙江哈尔滨150086;2.哈尔滨医科大学附属第二医院,黑龙江哈尔滨150086)摘要:日的检测长管状骨骨折(LT B F)患者血清骨保护素(O PG)及脏器功能生化指标的水平,并探讨O P G在骨折愈合中的意义。
方法应用酶联免疫法(ELISA)检测100例LTB F患者(观察组)及100例健康(对照组)者血清O PG的水平,并随访LT B F 愈合情况。
采用全自动生化分析仪检测脏器和代谢功能的生化指标,分析各指标的变化。
结果O PG的水平在骨折愈合过程中随时间有上升的趋势,在骨折2周时达到最高值;血清中O PG含量观察组均大于对照组,且之间的差异均有统计学意义(P< 0.05);O PG的水平与血清各项生化指标无明显相关性(P>0.05)。
结论O PG与骨折愈合关系密切,O PG.-j-促进骨折愈合;骨折患者血清各项生化指标可有不同程度的改变,但与O PG的水平无明显相关性。
关键词:长管状骨骨折(L TB F);骨保护素;骨折愈合doi:10.3969/j.i ss n.1004—5775.2013.11.002学科分类代码:320.2745中图分类号:R683.4文献标识码:B四肢长管状骨骨折(LT B F)是骨科的常见病与多发病,会引发严重的能量代谢障碍和失控性炎症反应,对患者的生活质量有可能造成不良后果。
其发病率也随着现代交通运输业、建筑业及工业的发展而逐年升高。
因此,在医疗水平逐步提高的今天,怎样提高骨折的治疗水平,降低骨折后的致残率及提高患者预后的生活质量,成为每一个骨科医生肩负的重大使命。
无论给予骨折患者何种治疗方案,都会有一定比例的患者发生骨折不愈合的问题,在对骨代谢及骨折愈合机制的研究日益深入的今天,仍然不能彻底避免骨折不愈合问题的发生。
肠胃保护的关键营养素肠胃是人体消化系统中关键的器官,它负责消化食物、吸收营养物质,并排除废物。
然而,现代生活中常见的不良饮食习惯、压力和环境压力等因素,对肠胃健康造成了不小的威胁。
为了保护肠胃健康,我们需要关注并摄取一些关键的营养素。
本文将重点讨论肠胃保护的关键营养素,并介绍它们的作用和食物来源。
一、膳食纤维膳食纤维是一类不可消化的碳水化合物,在肠道中起到多种重要的作用。
首先,膳食纤维可以增加粪便的体积和重量,促进肠道蠕动,预防便秘和痔疮等问题。
其次,膳食纤维可帮助调节血糖和胆固醇水平,降低患心脏病和糖尿病的风险。
最后,膳食纤维还是有益菌的重要营养源,可以改善肠道菌群平衡,增强免疫系统功能。
常见的富含膳食纤维的食物有全谷类(如糙米、燕麦和全麦面包)、蔬菜(如菠菜、胡萝卜和西兰花)、水果(如苹果、橙子和草莓)以及豆类(如黑豆、绿豆和黄豆)。
为了获得足够的膳食纤维,建议每天摄入25克至35克。
需要特别注意的是,逐渐增加膳食纤维的摄入量,并确保足够的水分摄入,以避免肠道不适。
二、益生菌益生菌是对人体有益的细菌,在肠道中起到调节肠道菌群平衡的作用。
它们能够抑制有害菌的生长,增强肠道黏膜屏障的功能,并促进营养物质的吸收。
与此同时,益生菌还可以减轻腹泻、缓解肠胃不适和增强免疫系统功能。
常见的益生菌包括乳酸杆菌、双歧杆菌和嗜酸乳杆菌等。
它们可以通过酸奶、酸奶饮料、发酵豆制品和益生菌补充剂等途径摄入。
建议每天摄入至少10亿个益生菌的数量,以获得最佳的肠道保护效果。
三、Omega-3脂肪酸Omega-3脂肪酸是一种重要的不饱和脂肪酸,对肠道健康至关重要。
它们具有抗炎和抗氧化的作用,可以减轻炎症反应和肠道氧化应激,预防肠道疾病的发生。
此外,Omega-3脂肪酸还能够改善肠道黏膜的屏障功能,增强微生物的多样性。
常见的富含Omega-3脂肪酸的食物有深海鱼类(如三文鱼、鳕鱼和金枪鱼)、亚麻籽、绿叶蔬菜和坚果等。
为了获得足够的Omega-3脂肪酸,建议每周至少食用两次鱼类,并适量补充亚麻籽或者亚麻籽油等食物。
促炎症消退新介质:消退素与保护素炎症是机体抵抗感染与损伤的重要防御机制,但过度的失控性炎症反应又可造成自身组织细胞的非特异性杀伤,成为众多炎症相关性疾病发生发展的基础性病理机制。
为限制炎症的过度发展并促进炎症及时消退,机体会内源性地产生一系列促炎症消退介质(pro-resolving mediator),由花生四烯酸衍生的、被喻为炎症“刹车信号(braking signal)”的脂氧素(lipoxin)便是其中的典型代表分子[1]。
继发现脂氧素后,Schwab等[2] 运用高通量的脂质组学(lipidomics)技术,又从小鼠腹膜腔炎性渗出物中分离出由ω-3多不饱和脂肪酸衍生的促炎症消退分子——消退素(resolvin)和保护素(protectin)。
它们与脂氧素一起构成了促炎症消退介质的三大新兴家族。
1消退素与保护素的分类与结构目前发现的消退素主要包含10种(表1),根据来源ω-3多不饱和脂肪酸的不同,消退素可分为E类和D类。
前者来源于二十碳五烯酸(eicosapentaenoicacid, EPA),称E类消退素(resolvin E, RvE);而后者来源于二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid, DHA),称为D类消退素(resolvin D,RvD)。
RvE 共有2种,其分子结构与脂氧素较为类似,均包含多羟和多不饱和共轭双键,但RvE中包含5个双键。
RvE1的结构为5S,12R,18R-三羟- 6Z,8E,10E,14Z,16E-二十碳五烯酸(图1),而RvE2的结构为5S,18R-二羟-6E,8E,11Z,14Z,16E-二十碳五烯酸(表1)。
RvD的碳链长度为22C,包含6个双键,共有8种,其中4种在炎症消退过程中自然产生,根据其羟基的位置及构象、双键位置及构象的不同,命名为RvD1~RvD4(表1)。
另外4种由非甾体类抗炎药阿司匹林(aspirin)所诱生,命名为阿司匹林触发的消退素D(aspirin triggered resolvin D, AT-RvD),依次为AT-RvD1~AT-RvD4,与RvD1~RvD4的差别在于17C上的羟基为R构象。
保护素来源于DHA环氧化后的代谢产物,因具有较强的中枢保护作用,故称之为D类保护素(protectin D),如保护素D1。
PD1(protectin d1/neuro-protectin d1)的活性结构为10R,17S-双羟-4Z,7Z,11E,13E,15Z,19Z-二十二碳六烯酸(图1)。
PD1还存在6种异构体,但其生物活性具有绝对的立体选择性,其余异构体几无活性。
2 消退素与保护素的生物合成消退素与保护素的生物合成源于体内的ω-3必需脂肪酸EPA和DHA。
这两种必需脂肪酸基本不能由人体自身合成,必须从富含EPA和DHA的食物,如深海鱼油中摄取[5],或由其他必需脂肪酸,如亚油酸部分地合成。
消退素与保护素的合成由15-脂加氧酶(15-lipoxygenase,15-LOX)、5-脂加氧酶(5-lipoxygenase,5-LOX)等催化[5]。
此外,炎症过程中被诱导表达的环加氧酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)被非甾体类抗炎药阿司匹林乙酰化后,其环加氧酶活性被抑制,却具备了脂加氧酶活性,也可参与消退素的合成。
2.1消退素RvE的生成E类消退素的生物合成依赖于阿司匹林,被阿司匹林乙酰化的COX-2可催化EPA转变为18R-H(p)EPE,接着作为白细胞内5-LOX的底物转变为5S-羟过氧-18R-羟-EPE;随后在酶5-LOX 存在的情况下,进一步形成5(S)6-环氧化物中间体并最终转化为RvE1;5(S)6-环氧化物也可通过水解生成RvE2。
在微生物中,RvE的生物合成也可通过微生物的细胞色素P450单氧化酶以阿司匹林非依赖的方式开始(图2)。
2.2消退素RvD的生成D类消退素的合成可以阿司匹林依赖和非依赖的方式进行。
在阿司匹林非依赖的方式中,DHA通过15-LOX的催化而生成17S-羟过氧-DHA后,在白细胞中被迅速转化为两种环氧化物中间体7S(8)-环氧化物和4S(5)-环氧化物中间体。
这两种环氧化物中间体再经5-LOX脂氧化后,可水解形成4个含17-S-OH的消退素RvD1~RvD4。
在阿司匹林存在的情况下,由乙酰化的COX-2催化DHA开始,经过类似的环氧化、脂氧化和水解过程,表1 消退素与保护素的化学结构式名称化学结构名称RvE1 5S,12R,18R-三羟-6Z,8E,10E,14Z,16E-二十碳五烯酸RvE2 5S,18R-二羟-6E,8E,11Z,14Z,16E-二十碳五烯酸RvD1 7S,8R,17S,-三羟-4Z,9E,11E,13Z,15E,19Z-二十二碳六烯酸RvD2 7S,16S,17S-三羟-4Z,8E,10Z,12E,14E,19Z-二十二碳六烯酸RvD3 4S,11R,17S-三羟-5E,7E,9E,13Z,15E,19Z-二十二碳六烯酸RvD4 4S,5S,17S-三羟-6E,8E,10Z,13Z,15E,19Z-二十二碳六烯酸AT-RvD1 7S,8R,17R-三羟-4Z,9E,11E,13Z,15E,19Z-二十二碳六烯酸AT-RvD2 7S,16S,17R-三羟-4Z,8E,10Z,12E,14E,19Z-二十二碳六烯酸AT-RvD3 4S,11R,17R-三羟-5E,7E,9E,13Z,15E,19Z-二十二碳六烯酸AT-RvD4 4S,5S,17R-三羟-6E,8E,10Z,13Z,15E,19Z-二十二碳六烯酸PD1 10R,17S-双羟-4Z,7Z,11E,13E,15Z,19Z-二十二碳六烯酸最终可形成有生物学活性的17R-D类消退素,即AT-RvD1~AT-RvD4(图2)。
2.3消退素PD的生成在炎症消退阶段,DHA的脂加氧酶催化产物17S-H(p)DHA经酶环氧化首先转化为一个17(S)16-环氧化中间体,随后此环氧化物再经酶的催化水解转变为10,17-双羟基生物活性产物,即保护素PD1(图2)。
3消退素与保护素的受体RvE1的受体之一为趋化样因子受体1 (chemokine-like receptor 1,CMKLR1/ChemR23),ChemR23 主要表达于单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞中。
RvE1减弱TNF-α介导的NF-κB 信号活化[10]、降低ADP刺激的P选择素动员等抗炎效应均依赖于ChemR23。
Arita 等[12] 发现RvE1也可与白三烯B4受体1(leukotriene B4 receptor 1,BLT1)结合,但RvE1激活BLT1下游信号的能力显著弱于白三烯B4(leukotriene B4,LTB4),因而,在炎症反应中,RvE1可通过抑制LTB4的致炎效应而限制炎症强度。
Krishnamoorth等发现D类消退素RvD1可作用于两个受体:脂氧素A4的受体(lipoxin A4receptor,ALX)和G蛋白偶联受体GPR32。
ALX主要表达于人呼吸道上皮细胞、PMN、单核细胞等,而GPR32在巨噬细胞中表达丰富;与RvE1相似,RvD1通过直接作用于受体ALX 或GPR32可显著降低TNF-α介导的NF-κB通路的激活。
4消退素与保护素的生物学效应4.1抑制白细胞浸润RvE1可降低中性粒细胞表面CD18分子的表达、抑制白细胞在血管壁的滚动、减轻炎症部位白细胞渗出。
与此类似,RvD1可通过抑制LTB4诱导的中性粒细胞肌动蛋白聚集和黏附分子表达而限制中性粒细胞的黏附和浸润;RvD2则可通过调节内皮细胞中一氧化氮的产生及白细胞黏附受体的表达来降低白细胞与内皮细胞的相互作用、减轻炎症部位白细胞的募集。
此外,在动物模型中发现RvE2和PD1也对PMN渗出具有强效抑制作用。
4.2下调促炎介质生成RvE1可通过作用于ChemR23而减少IL-12的产生,也可通过抑制MAPK通路的信号转导而下调TNF-α表达[5,16]。
RvD2在盲肠结扎穿孔诱导的小鼠脓毒症中显著降低TNF-α、IL-6、IL-1β、IL-23、IL-17等促炎细胞因子的水平[14]。
PD1可阻断抗CD28抗体活化的T细胞中干扰素γ和TNF-α的合成,此外,PD1可减少嗜酸性粒细胞中IL-13、白三烯及PGD2等的产生。
4.3限制炎症损伤视网膜上皮细胞产生的PD1,可上调抗凋亡的蛋白(BCL-2、BCL-XL), 下调促凋亡的蛋白(BAD、BAX),从而减轻毒性代谢物AE2介导的细胞凋亡。
PD1与RvE1可增加凋亡中性粒细胞上趋化因子受体CCR5表达,通过促进炎症部位CCR5配体的清除而限制炎症的趋化信号,避免炎症的进一步扩大。
4.4促进凋亡细胞清除中性粒细胞的凋亡及随后被巨噬细胞吞噬清除是炎症消退的关键环节。
体外实验发现,RvE1、RvD1和PD1均可显著促进人巨噬细胞对凋亡中性粒细胞的吞噬,动物模型中也发现,PD1可促进小鼠腹腔炎性渗出物中吞噬了凋亡中性粒细胞的巨噬细胞的数目。
RvE1、RvD1和PD1在促进巨噬细胞吞噬凋亡中性粒细胞的同时还下调巨噬细胞中的促炎因子IFN-γ和IL-6的表达,这更增强了对炎症的限制效应。
4.5减轻炎性疼痛RvE1和RvD1具有减轻炎症性疼痛的效应,在脊髓背部神经元中可抑制细胞外信号激酶(extra-cellular signal-regulated kinases,ERK)的磷酸化,从而阻断瞬时受体电位香草酸亚型1(transient receptor potential vanilloid subtype-1,TRPV1)及TNF-α引起的兴奋性突触后电流增加,还阻断TNF-α诱发的N甲基D天门冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)受体高敏性。
也有报道称RvE1和RvD1可以降低角叉菜胶诱发的疼痛和炎症,降低其诱发的热痛觉过敏,但不改变基本的痛觉阈。
5小结与展望消退素和保护素是继脂氧素之后被发现的强效炎症自限因子,具有加速凋亡中性粒细胞及促炎因子清除、减轻炎性疼痛等独特效应。
动物实验已发现,RvE1可以保护2, 4, 6-三硝基苯磺酸引起大肠炎,提高生存率;RvD2在小鼠盲肠结扎穿孔模型中可以显著降低腹膜中需氧菌的存活,增加细菌清除。
因而,消退素、保护素等炎症自限因子有望成为极具开发前景的抗炎干预新药靶。