维生素D及受体对慢性肾脏病心血管系统影响的研究进展

・６４８・　中国中西医结合肾病杂志２０１３年７月第ｌ４卷第７期ＣＪ１ＴＷＮ，Ｊｕｌｙ　２０１３。Ｖｏ１．１４，Ｎｏ．７　维生素Ｄ及受体对慢性肾脏病心血管系统影响的研究进展　简雪莲①　刘书馨①　常　明①　慢性肾脏病（ｃｈｒｏｎｉｃ　ｋｉｄｎｅｙ　ｄｉｓｅａｓｅ，ＣＫＤ）在世界范围内已　经成为一个严重的健康问题，调查显示，轻度肾功能减退患者　即使无传统的心血管疾病（ＣＶＤ）危险因素，其ＣＶＤ的发生率　和病死率也明显增加。ＣＫＤ常伴发ＣＶＤ，ＣＫＤ患者ＣＶＤ发生　率较同龄一般人群高５～８倍，ＣＫＤ并发ＣＶＤ病死率高，是普　通人群的１０—３０倍。近年来维生素Ｄ及其受体和维生素Ｄ相　关制剂对ＣＫＤ患者心血管的保护作用成为研究热点。　１维生素Ｄ及维生素Ｄ受体（ｖｉｔａｍｉｎ　Ｄ　ｒｅｃｅｐｔｏｒ。ＶＤＲ）的　生理作用　维生素Ｄ进入人体内首先在肝脏经２５一羟化酶作用生成　２５（ＯＨ）Ｄ，，然后在肾脏１　０【一羟化酶的作用下形成１，２５一二羟　维生素Ｄ３［１，２５（ＯＨ）２Ｄ３］即活性维生素Ｄ，１，２５（ＯＨ）２Ｄ３通　过与表达ＶＤＲ的靶细胞、组织、腺体等相结合发挥生理作用。　其主要作用是维持钙磷代谢及骨骼结构，新的研究显示除了肾　脏，１　一羟化酶和ＶＤＲ还广泛表达于其他组织器官如皮肤、免　疫系统和小肠等，通过自分泌和（或）旁分泌生成１，２５　（ＯＨ）　Ｄ　，使局部１，２５（ＯＨ）　Ｄ，浓度升高，逐渐认识维生素Ｄ　在调节体内钙磷平衡外，还具有抗增殖、抗分化、调节细胞凋　亡、介导免疫反应及多种内分泌腺激素的分泌，调节造血组织　造血等生理作用，即维生素Ｄ的“非传统作用”¨Ｊ。故有学者　认为维生素Ｄ是一种激素而不是维生素，称之为维生素Ｄ内　分泌系统，维生素Ｄ—ＶＤＲ轴为发挥自分泌／旁分泌生理作用　的调节途径，作用于心血管系统及其他系统【２　Ｊ。　ＶＤＲ属于类固醇和甲状腺激素超家族的一种配体依赖性　转录因子，有报道称此种受体能在多达３０种组织和细胞中表　达，包括平滑肌细胞、胰腺Ｂ细胞、单核细胞、角蛋白细胞等…。　约３％的人类基因直接或间接地受维生素Ｄ内分泌系统的调　节。ＶＤＲ包括两种，即核受体（ｎｕｃｌｅａｒ　ｖｉｔａｍｉｎ　Ｄ　ｒｅｃｅｐｔｏｒ，　ｎＶＤＲ）和膜受体（ｍｅｍｂｒａｎｅ　ｖｉｔａｍｉｎ　Ｄ　ｒｅｃｅｐｔｏｒ，ｍＶＤＲ）。ｍＶＤＲ　主要参与钙磷平衡的调节，ｎＶＤＲ是一种激素依赖性转录调节　因子，通过影响基因表达，控制相应蛋白质的合成。１，２５　（ＯＨ）：Ｄ，或维生素Ｄ受体激动剂（ＶＤＲＡ）作为配体与ｎＶＤＲ　结合会导致后者构象发生改变，促使ｎＶＤＲ与视黄醛ｘ受体　（ｒｅｔｉｎｏｉｄ　Ｘ　ｒｅｃｅｐｔｏｒ，ＲＸＲ）形成异源二聚体，此二聚体随后与维　生素Ｄ反应元件（Ｖｉｔａｍｉｎ　Ｄ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ，ＶＤＲＥ）结合引起　启动子发生构象改变，并与其他蛋白共同作用，从而影响靶基　因的表达，最终引起各种相应的生物学效应Ｌ３．４ｊ。　２游离Ｖ—Ｄ与结合Ｖ—Ｄ　循环中８５％一９０％的２５（ＯＨ）Ｄ３和１，２５（ＯＨ）２Ｄ３与ＶｉｔＤ　结合蛋白紧密的结合在一起，１０％一１５％与白蛋白疏松地结合　在一起，不到１％为游离状态。游离激素假说认为，蛋白结合激　①辽宁省大连市中心医院肾内科（大连１１６０３３）　△通讯作者，审校　素相对于从结合蛋白中释放出的游离激素而言，其生物活性相　对较弱，故有学者提出“维生素Ｄ的生物利用度”，认为真正在　体内发挥激素效应的是游离维生素Ｄ和与白蛋白结合后释放　出的部分游离维生素Ｄ。研究证实，通过比较维生素Ｄ的４种　状态水平与ＥＳＲＤ患者血ｃａ“、　一、ＰＩ’Ｈ、ＡＬＰ的相关性，得出　２５（ＯＨ）Ｄ　和１，２５（ＯＨ）　Ｄ３的总体水平与血清ｃａ“、Ｐ３一无相　关；而２５（ＯＨ）Ｄ　和１，２５（ＯＨ）２Ｄ　的生物利用水平与血Ｃａ“　水平呈正相关，与血磷水平呈负相关。４种不同维生素Ｄ的水　平与ＡＬＰ无相关；ＰＴＨ则只与２５（ＯＨ）Ｄ，的生物利用水平相　关。研究认为对于维持性血透患者，２５（ＯＨ）Ｄ，的生物利用水　平较２５（ＯＨ）Ｄ，的总体水平更能反映与ＣＫＤ—ＭＢＤ相关的矿　物质代谢的维生素Ｄ的状态　。　

３维生素Ｄ受体作用于心血管的研究进展　３．１对心脏的影响早于１９９６年Ｏ’Ｃｏｎｎｅｌｌ和Ｓｉｍｐｓｏｎ　就报道人类心肌细胞表达ＶＤＲ。。　，ＶＤＲ基因敲除鼠的问世为　研究活性维生素Ｄ及ＶＤＲ的作用提供了极好的模型。在ＶＤＲ　基因敲除的纯合子小鼠与野生型小鼠以及他们的杂合子小鼠　的对照实验中发现，在相同喂养条件（维持正常钙、磷水平），　ＶＤＲ基因敲除的纯合子小鼠与杂合子小鼠的心肌重量／体重比　值较野生型小鼠显著增加（发生率分别为４１％、１９％），心肌肌　细胞肥大明显，纤维化病变增加。同时应用尾袖带检测所有小　鼠的血压的变化，在３个月和６个月的时候分别测得收缩压和　平均血压在３组小鼠差异无统计学意义，但９个月之后ＶＤＲ　基因敲除小鼠的收缩压明显低于野生小鼠。研究证实肾素一　血管紧张素系统或高血压的因素不是引起心脏结构发生变化　的主要因素，而ＶＤＲ信号系统的缺失才是主要原因　Ｊ。最近　Ｃｈｅｎ等　应用基因技术特异性敲除小鼠心肌细胞的ＶＤＲ基　因，发现与野生小鼠相比，心肌细胞特异性敲除ＶＤＲ小鼠心肌　细胞体积增大，左心室重量／体重增加。同时超声心动证实这　些基因敲除小鼠的收缩末期及舒张末期容积减少；心房利纳肽　（ＡＮＰ）、　骨骼肌肌动蛋白、钙调磷酸酶抑制蛋白１（ｍｏｄｕｌａｔｏｒｙ　ｃａｌｃｉｎｅｕｒｉｎ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｌ，ＭＣＩＰ１）等基因表达上调。该研　究第一次从体内研究的角度证实了ＶＤＲ的直接抗心肌细胞肥　大的作用，并提示心脏可能成为维生素Ｄ受体激动剂（ＶＤＲＡ）　治疗的靶点，也就是说，ＶＤＲＡ可能成为治疗心脏疾病的极具　潜力的新型药物。　进一步的研究通过比较ＶＤＲ基因敲除小鼠与野生型小鼠　基质金属蛋白酶（ＭＭＰｓ）的表达水平后发现，ＶＤＲ基因敲除小　鼠组织金属蛋白酶抑制剂（ＴＩＭＰ—ｌ和ＴＩＭＰ一３）的表达水平　显著降低，而ＭＭＰ一２和ＭＭＰ一９的表达上调。ＭＭＰｓ水平上　调可引起细胞外基质积聚，导致左室肥大，左心室重塑，甚至是　心力衰竭。ＶＤＲ通过调控ＭＭＰｓ和ＴＩＭＰｓ的表达，参与心脏细　中国中西医结合肾病杂志２０１３年７月第１４卷第７期ＣＪＩＴＷＮ，Ｊｕｌｙ　２０１３，Ｖｏ１．１４，Ｎｏ．７　胞外基质代谢的调节　。　也有研究证实在ＶＤＲ基因敲除鼠中心房利纳肽（ＡＮＰ）　ｍＲＮＡ水平、循环中ＡＮＰ的水平以及心脏肾素水平也都显著　增加。认为ＶＤＲ作用于ＲＳＡ系统也参与心脏结构的改变，但　目前研究认为ＶＤＲ直接作用于心肌细胞为主要原因，同时合　并有其他因素的参与影响心脏结构及功能。　３．２对血管的影响血管钙化是一个复杂的过程，其关　键步骤是血管平滑肌向成骨样细胞的转分化。在慢性肾脏病　小鼠模型中，应用维生素Ｄ受体激动剂（ＶＤＲＡ）治疗继发性甲　状旁腺功能亢进（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｈｙｐｅｒｐａｒａｔｈｙｒｏｉｄｉｓｍ，ＳＨＰＴ），正常化　剂量能有效防止动脉钙化，而大剂量则刺激动脉钙化”…。　Ｔａｋｅｄａ等¨　证实Ｅｌ服骨化三醇在载脂蛋白Ｅ（ＡｐｏＥ）基因敲除　小鼠能减轻动脉粥样硬化。为进一步探讨ＶＤＲ对血管的影　响，Ｓｃｈｍｉｄｔ等　报道ＶＤＲ基因敲除小鼠较野生型小鼠比，　ＶＤＲ基因敲除小鼠血管钙化染色提示钙化区增多，同时伴随成　骨细胞分化因子的关键因素骨形态发生蛋白２（Ｂｍｐ２）、Ｍｓｘ２　和Ｒｕｎｘ２的高表达。骨形态发生蛋白Ｂｍｐ２、Ｒｕｎｘ２和Ｍｓｘ２均　参与血管平滑肌细胞向成骨样细胞的转分化　”Ｊ。为了更好　的研究ＶＤＲ对血管钙化的影响，Ｓｃｈｍｉｄｔ同时进行以ＬＤＬＲ基　因敲除小鼠为模型的二次对照实验。在喂养不同剂量的Ｖｉｔａ—　ｍｉｎ　Ｄ３（５０　Ｉｕ／ｋｇ，１　０００　Ｉｕ／ｋｇ，１０　０００　Ｉｕ／ｋｇ）１６周后，观察小鼠　动脉粥样硬化病变，发现维生素Ｄ的水平并不影响动脉粥样硬　化病变的大小，但低剂量Ｖｉｔａｍｉｎ　Ｄ　组较推荐剂量和大剂量组　血管钙化病变更重；相反大剂量组的钙化病变较轻。同时检测　小鼠成骨细胞分化因子表达，发现低剂量组ＢＭＰ２、Ｍｓｘ２、　Ｒｕｎｘ２水平最高，Ｍｓｘ２和Ｒｕｎｘ２在推荐剂量组和大剂量组差异　无统计学意义，而ＢＭＰ２在大剂量组水平最低。ＢＭＰ２被认为　是钙化的关键调节因子，因为它上调成骨细胞分化的关键因子　Ｍｓｘ２和Ｒｕｎｘ２（Ｒｕｎｘ２在血管平滑肌细胞的表达代表成骨细胞　分化的早期标志物），ＶＤＲ可能通过抑制ＢＭＰ２，进而阻止其对　血管平滑肌细胞向成骨细胞的转分化。结果研究进一步表明，　钙化似乎独立于其他血管病变的过程，在ＶＤＲ基因敲除小鼠　钙化病变明显但无动脉粥样硬化病变；同样，并非所有粥样硬　化都发生钙化。　４　ＣＫＤ患者维生素Ｄ状态　ＣＫＤ患者中维生素Ｄ不足和缺乏也非常普遍，ＣＫＤ２、３期　病人可能存在维生素Ｄ抵抗和（或）相对维生素Ｄ缺乏。　ＣＫＤ４、５期的病人由于维生素Ｄ受体数量的减少，导致维生素　Ｄ抵抗，因此这些病人同时存在维生素Ｄ缺乏和抵抗　。而　后的研究发现ＶＤＲ活性的降低为ＣＫＤ患者继发性甲状旁腺　功能亢进发展中的主要病理生理因素，与普通人群相比，ＣＫＤ　患者ＶＤＲ活性降低更为严重。　导致上述生理变化的原因如下：（１）当肾功能受损特别是　肾小球滤过率（ＧＦＲ）下降至６０　ｍｌ／ｍｉｎ时，由于肾脏１　羟化　作用的损害使得１，２５（ＯＨ）：Ｄ，生成减少，循环中内源性１，２５　（ＯＨ）　Ｄ，的生成即受抑制。而肾外其他组织的合成对于内源　性１，２５（ＯＨ）２Ｄ３的水平影响甚小Ⅲ’　Ｊ。（２）ＶＤＲ数量的减少　及敏感性的降低，目前发生机制尚不清楚，可能的原因是１，２５　（ＯＨ）２Ｄ，水平下降下调ＶＤＲ的ｍＲＮＡ、高水平　Ｈ干扰１，２５　（ＯＨ）　Ｄ，诱导ＶＤＲ下调、尿毒症毒素影响ＶＤＲ的ｍＲＮＡ稳定　性，导致ＶＤＲ蛋白表达下降。ＶＤＲ表达的减少使得靶细胞对　・６４９・　１，２５（ＯＨ）２Ｄ３的作用产生抵抗，磷潴留导致１，２５（ＯＨ）２Ｄ３合　成障碍　，形成恶性循环。　

５维生素Ｄ治疗对ＣＫＤ患者预后的影响　临床上，活性维生素Ｄ　相关制剂常被用于治疗ＣＫＤ相关　的ＳＨｉｒｒ。新近的观察性研究均证实，活性维生素Ｄ，的使用能　显著降低ＣＫＤ患者心血管死亡的危险性，结果提示ＶＤＲＡｓ存　在着独立于调节钙磷水平、抑制ＰＴＨ分泌之外的心血管保护　作用。因分子结构的不同，选择性ＶＤＲＡ可选择性地作用于甲　状旁腺的ＶＤＲ，不影响肠道钙吸收，故无明显升高血钙和血磷　的作用。不同ＶＤＲＡｓ与ＶＤＲ的亲和力不同，以及对不同组织　和细胞的选择性不同，且两者的效应也有所区别。组织选择性　的不同可能是由于两者诱导的代谢酶（如ＣＹＰ３Ａ９、ＣＹＰ２４Ａ１、　２４一羟化酶）不同　，而效应的差异则可能是由于其调控的　基因序列不同所致　Ｊ。　对于ＶＤＲＡ的预后研究报道不一，最近的一项双盲、随机　对照临床研究纳入１１个国家２２７例ＣＫＤ患者，对于ＧＦＲ１５—　６Ｏ　ｍｌ・ｍｉｎ～・１．７３　ｍ　的ＣＫＤ患者应用帕立骨化醇　（２￣ｓ／＇ｄ，４８周）后评价左心室质量指数及左心室舒张功能，结　果提示与对照组相比，口服帕立骨化醇并未降低ＣＫＤ患者左　心室质量指数，也不改善左心室舒张功能　，同时高血钙的发　生率依然很高。但帕立骨化醇降低ＣＶＤ住院率，尤其是充血　性心力衰竭的发生率。事后分析显示帕立骨化醇降低左心房　容积（尤其在充血性心脏衰竭的患者）、在左心室肥厚基线值较　高的患者能降低脑利钠肽（ＢＮＰ）的升高水平可能是帕立骨化　醇降低ＣＶＤ住院率的原因［２１　３。