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肌球蛋白轻链在血管平滑肌舒缩中的机制研究进展

2021-08-29 来源:步旅网
・1452・CHINEsEJOURNAl.OFINTEGRATIVEMEDlC.1NEONCARDIO-/CEREBROVAsA;UI。ARDISEASEDecember2009V01.7No.12[14]龚跃颞.十昧补益药中游离的氨基酸分析[J].巾草药,1987.18(11):37—39.Hz02一InducedapoptosisofH9c2cardiomyoblastsviaactivationChinofextracellularregulated2006,34(6):695—706.kinases(Erk)1/2[J].AmJMed。[183倪慕云。边宝林。姜莉.地黄及其炮制品巾游离氨蔫酸的分析比较[J].中国中药杂志.1989.14(3):21—22.[16]川口义夫.地黄的炮制及所含成分的变化[J].国外医学:巾医中药分册,1984。6(5):44.[28]杨焕斌,蔡敏,汪小红,等.地黄饮子治疗冠心病心绞痛临床观察[J].巾固医药学报,2001。16(4);69—70.[293杨焕斌,罗陆一.吴泽铭,等.地黄饮子对冠心病心绞痛患者NO,NOS、SOD影响的临床研究[J].中围巾医药科技,2002.9(6);325—326.DT]倪慕云.边宝林.地黄及其炮制品微量元素的分析比较[J].中药通报。1988。13(4):210—211.[18]张国山,姬景章,王德龙.等.100种常用中药钾.钠,氧和酸碱度的测定[J].中草药。1981.12(6):9—10.[30]罗陆,-。冯润芬。蔡敏。等.地黄饮子对冠一tl,病心绞痛患者血ET、MDA、CRP影响的临床研究[J].中国巾医药科技,2004.1l(6):323—324.[31][19][20][21][22][23]倪慕云,边宅林。f宏生.千地黄化学成分研究[J].巾国中药杂志.1992.17(5):297—298.手辉.加味地黄汤治疗糖尿病并发冠心病心绞痛33例[J].现代中西医结合杂志,2005,14(18):2363—2364.贺玉琢.f1本对地黄的研究[J].国外医学:中医巾药分册.1997,19(4):13—17.[32]吴颂希,林夏也.六味地黄丸影响高血压患者vWF水平的I晦床研究[J].福建中医药.2000。31(6):5—6.[33][34][35]陈康远.六昧地黄汤加味治疗原发性高血征377例疗效观察[J].新巾医,2003,35(5):4l一42.叶妙琛.吴佳茵.天麻地黄汤治疗阴虚阳亢型高血压病31例疗效观察[J].新中医。2003,35(3):39—40.陈修常.加味地黄汤治疗阴虚阳亢型高血压病疗效观察[J].中原医刊,2003,30(2i):41.阿部博子.地黄及八味地黄丸的药效药理[J].围外医学:中医中药分册,1992。14(2):18.豫北医学々科学校中药研究室。河南中医研究所.炮制熟地黄时加酒与不加酒的比较[J].药学通报.1982,17(2):50—53.陈丁丁.戴德哉.麝涛,等.地黄煎刺消退I。一甲状腺索诱发的大鼠心肌肥厚并抑制其升高的心、脑线粒体Na+、K+一ATP酶活力[J].中药药理与临床。1997,13(4):27—28.[36]王玉红,陈光辉.张琰琴,等.地黄低聚糖对脂肪间充质千细胞增殖的影响Uj.毹放军药学学报。2008,24(1):19—22.[37]王玉红.t舒,张琰琴,等.地黄低聚糖抗过氧化氧诱导的脂肪问充质1二细胞凋亡的保护作用[J].中国康复理论与实践,2008,14(4):314—315.[24]陈丁丁,戴德哉,章涛。等.地黄煎荆抑制异丙肾上腺索诱发的缺血大鼠脑Ca“、M92+一ATP酶活办升高[Jj.中药药理与临床,1996.12(5):22一弘.刘鹤香,曹中亮.常东明。等.怀地黄的降压镇静抗炎作用及有效部分分析[J].新乡医学院学报,1998。15(3):218—221.KimSS.Son[25][26]作者简介:王玉红。现下作于北京军区总医院(邮编:100700)I程霞,工作于北京军区总医院;陈光辉,工作于巾国人民解放军总医院。(收稿日期:2009—08—04)(本文编辑郭怀印)YO。ChunJC。etthea1.Antioxidantpropertyofanactivecomponentpurlfledfrommannialeavesofparaquat——tolerantReh—-theglutinosa[J].RedoxRep.2005。10(6):311—318.HS.KimSJ,eta1.Samulextract[27]ParkC,Soprotectsagainst肌球蛋白轻链在血管平滑肌舒缩中的机制研究进展D焦东东,蔡辉中图分类号:R392.5文献标识码:A文章编号:1672—1349(2009)12—1452—032血管平滑肌舒缩机制目前广泛被接受的平滑肌收缩机制是肌丝滑行学说[2]:肌细胞受刺激发生兴奋时,胞外钙经胞膜上的钙通道内流,进而触发肌浆膜的钙引起的钙释放通道开放释出大量内钙,使胞浆中游离钙浓度迅速增高。增高的Ca2+与胞浆内无活性的钙调蛋白(calmodulin,CaM)结合成为具有活性的ca”一CaM复合体,并激活胞内MI。CK,在ATP和Mg“参与下,肌球蛋白头邴形成的横桥摆动,靠近肌动蛋白拖动细肌丝滑行,从而完成一次平滑肌收缩。此后,MLCP催化去磷酸化反应,平滑肌舒张。3肌球蛋白轻链在血管平滑肌舒缩中的作用血管平滑肌舒缩机制是公认的经典的肌丝滑行学说,近来也有人不断提出非钙依赖途径及非激酶途径。肌球蛋白轻链在各种途径中有重要的作用。3.1血管舒缩在人体局部牛理活动中有重要的意义。对于局部血压的形成和控制起着重要的作用,并可影响组织的血供。肌球蛋向是血管平滑肌(vascularsmoothmuscle。VSM)的一种收缩蛋白,其轻链的磷酸化与去磷酸化是血管舒缩调控的终末路径,也是血管舒缩调节机制中信号转导的重要介质。1肌球蛋白结构及功能肌球蛋白是粗丝的基本组成蛋白,是一个六聚体的大分子蛋白质,包括两条质量约220kDa的霞链(myosinheavychain,MHC)、2条约17kDa的基本轻链和2条约20kDa的调节性轻链(MLC20)。其中。重链具有ATP酶活性,参与肌丝滑动。20kDa轻链是肌球蛋白的主要调节性结构域,主要功能通过肌球蛋白轻链激酶(myosinlightchainkinase,MLCK)与肌球蛋白轻链磷酸酶(myosinlightchainphosphatase,MLCP)完成磷酸化及去磷酸化,从而调控平滑肌的舒缩。17kDa轻链功能尚不完全明确,一项关于早期幼鼠肺的研究证实它在正常肺动脉上表达,在发育过程中其表达的中断能影响肺组织形态学分化fJ]。1)为南京军区南京总医院青年基金项目(No.Q2008042)经典途径调节传统认为肌球蛋白调节性轻链的磷酸化与去磷酸化,以及胞内钙浓度的变化是血管平滑肌收缩机制中万方数据中两医结合心脑血管病杂志2009年12月第7卷第12期的两个重要环节。通过调节这两个过程从而完成平滑肌的舒缩。3.1.1肌球蛋白轻链磷酸化及去磷酸化MLCK及MI。CP是平滑肌细胞收缩关键的调节蛋白。MI,CK结构组成包括N端肌动蛋白结合区、中心激酶区,钙调蛋白结合Ⅸ及C端的肌球蛋亡J结合区。通常认为,与骨骼肌不同.平滑肌收缩的调节主要是通过MLC20的磷酸化和去磷酸化而完成,Ca2+与钙调蛋白结合后激活MI£K,进而MLCK使MLC20上第19位的丝氨酸磷酸化,导致激活肌球蛋白头部的M92+一ATP酶(简称ATP酶),该酶水解ATP产牛能冒使肌球蛋白与肌动蛋白相互作用(肌丝滑动),从而引发肌肉收缩【3J。MLCK在这一途径中发挥作用的Ⅸ域位于中心激酶区,其中ca2+、MLC20磷酸化是该途径引发肌肉收缩的必要条件。多种因素可通过作用于MLCK影响MI,C的磷酸化。进而调控平滑肌的舒缩。最近有研究发现,血管紧张素Ⅱ通过肾素一血管紧张素系统(RAS)信号通路调控平滑肌中MI。CK表达,进而调节血管莺塑及血压“J,提示RAS系统可通过MI.(:影响血管压力的形成。MI。CP是由三种亚基组成【5J:分子量37kDa的l型蛋白磷酸酶催化亚基(proteinphosphatase1catalyticsubunit,PPIc);作为作用靶的分子量为130kDa肌球蛋白靶亚基(myosinphos—phatasetargetsubunit,MYPT);分子量20kDa的小亚基。功能尚不清楚。I毕LCP催化去磷酸化反应,使肌球蛋白回到静息的去磷酸化状态,使平滑肌完成舒张。有较多的研究证明在平滑肌细胞内有多个途径可以抑制MI,CP的活性,减少MLC脱磷酸化,导致.VSM细胞的舒张功能障碍,影响血压的调节,如MI£P结合亚基自身的磷酸化可以抑制MLCP的活性,而这种MLCP结合亚基的磷酸化可以由Rho蛋白激酶(Rho—kinase)所诱导【6J,肌球蛋白磷酸酶一Rho相互影响蛋白(Myosinphos—phataaerRhointeractingprotein。M—RIP)活性降低可以抑制MLCP结合亚单位与张力纤维结合,使MLCP失活,花生四烯酸(a/aehidonicacid,AA)作为细胞内的第二信使,可以竞争性的使MLCP催化亚基从全酶上解离下来。导致MLCP失活,17'ld3a的PKC依赖性蛋白质磷酸酶1抑制剂(PKC—potentiatedproteinphosphatase1inhibitoryproteinof17kDa,CPI一17)是一种内源性肽类,磷酸化后可通过PPlc而抑制MI。CP的催化亚基导致其失活[“。3.1.2钙调节与MLC胞浆外游离钙水平是调节平滑肌收缩的重要因素。静息状态下,细胞外钙浓度和胞内钙池内浓度明显高于胞浆,当平滑肌受刺激而激活时.细胞膜去极化使电压依赖式钙通道开放,使胞浆内游离钙显著增高作用于MLCK导致平滑肌收缩。这一过程主要通过三磷酸肌醇、G蛋白,磷脂酶C、磷脂酶Az、花生四烯酸、蛋白激酶C、环磷腺苷和环磷鸟苷等通过不同信号转到途径的调节实现。经过多年研究。这一机制已明确,在此不多阐述。近年来,影响血管平滑肌收缩的另一重要闪素一肌球蛋白对Ca2+的敏感性成为关注重点。它是正常时在恒定的胞浆游离钙浓度下调节血管张力的重要机制。被称为钙增敏作用阳]。大部分增敏肌球蛋白的激动荆可作用于膜上特异性受体,产生第二信使花生四烯酸、DAG、PKC,可通过抑制MLcP活性,从而增敏肌球蛋白对Ca”的敏感性,诱导VSM的收缩。其主要通过以下方式调节。PKC:PKC的活性高低能有效改变肌球蛋白对Ca2+的敏感性,PKC激活后可通过CPI一17万方数据.1453.抑制MLCP活性扣],从而增加MLC磷酸化水平及肌球蛋白对Ca2+敏感性。诱导血管平滑肌收缩。G蛋白:G蛋白是细胞受体一效应耦联的关键,在VSM细胞兴奋一收缩偶连巾起蘑要的作用。并参与了血管平滑肌钙增敏效应的信号通路。大量研究证明,G蛋白可通过抑制MLCP活性来诱导VSM收缩蛋白的钙增敏效应。Rho激酶:Rho为~种ras样小分子GTP结合蛋白。为受体一G蛋白耦联中的信号传递物质。活性的Rho可激活Rho相关激酶,使肌球蛋白磷酸酶靶亚基的第659位丝氨酸化来抑制肌球蛋白磷酸酶活性。有报道显示,Rho激酶磷酸化肌球蛋白轻链结合亚基,使MLCP失活,提高了肌球蛋白轻链磷酸化水平,并增强了钙增敏作用。使血管平滑肌收缩性增高[1…。Rho激酶可通过磷酸化肌球蛋白磷酸酶。继而使MLC磷酸化,导致肌动一肌球蛋白收缩,细胞骨架重组[1“。3.2非钙依赖性途径传统学说并不能全面解释平滑肌收缩的特点,当细胞内Ca”降至静息水平后,某些部位的平滑肌如血管平滑肌并未完全松弛。而是继续维持一定的张力。这种低钙时平滑肌张力的持续状态是钙依赖惟调节学说无法解释的,提示还有其他非钙依赖性调节途径的存在u“。有研究显示,当无Ca2+一(:aM存在时,61kUMI,(:KF能轻度磷酸化MLC20.提高肌球蛋白Mg”一ATP酶活性。且在相同条件下,其作用强于完整MLCK。提示6lkUMLCKF能对低钙时平滑肌张力的维持起一定作用[1“。而且Ca2+一CaM缺乏下。PKA轻微使MI。C20磷酸化及激活肌球蛋白Mg¨一ATP酶活性的作用能被花生四烯酸增强L14]。3.3非激酶途径也有研究通过MI,CK片段对磷酸化肌球蛋白ATP酶活性的测定和体外肌动蛋白肌丝运动,进一步证实MI.CK还可以通过非激酶途径参与调节平滑肌的收缩。然而。MLCK片段能否在无Ca;!存在的条件下使肌球蛋向轻链磷酸化。有待进一步深人探讨。这一研究在分子水平为研究平滑肌收缩的非激酶途径提供了实验依据。并为进一步阐明平滑肌收缩机制提供了理论基础fI“。而且有资料显示MLCK片段的1002位丙氨酸至1019位亮氨酸序列是维持MLCK非激酶活性所必需的部分【2】。PKC还可以通过一种MI。C20磷酸化非依赖途径诱导VSM收缩。Calponin为平滑肌特异性蛋白,是一种PKC底物,是VSM重要的细肌丝相关蛋白Ll“,可使a—calponin第175位丝氨酸及184位苏氨酸磷酸化。磷酸化的a—calponin失去了对肌球蛋白Mg”一ATP的抑制,从而引起不依赖MLC的Ⅵ洲收缩。Calponin与Ca2+一caM的亲和力较MIk:K与Ca”一CaM的亲和力小(2~3)个数量级,在平滑肌收缩中可能不是主要的调节机制。4小结肌球蛋白轻链作为血管舒缩机制中主要的调节结构域,在经典途径、非钙依赖性途径等巾均有霞要的作用,其调节的异常可导致血管平滑肌舒缩的机制的变化,进而影响外周血管血压的形成与控制。是人体病理状态如高血压等发生的诱导因素之一。研究MLC的调节途径,为寻求血管异常收缩有效的药理性千预提供了靶位,在高血压等疾病防治中有重要的意义。参考文献:[1]SantosM,MouraRS,GonzagaS,etal.Embryonicessentialmyosinlightchainregulatesfetallungdevelopmentinrats[J].AmJRe—spirCellMolBiol,2007.37(3):330—338.・1454‘CHINESEJOURNAl.OFINTEGRATIVEMEDICINEONCARDIO一/CEREBR()VAsCULARDISEASEDecember2009V01.7No.12[2]刘力生.高血压[M].北京:人民卫生出版社,2001:1160—1161.[3]崔颖。李晓丽,梁明丽,等.平滑肌帆球胥自轻链激酶的非激酶作用及对ATP酶活性的谰符[J].中国生物化学与分子生物学报,2007,23(5)z375—381.的冠状动脉痉挛中的作用机制[J].中华心血管病杂志,2006。34(1):50—53.[儿]刘依凌・陈传莉,王裴,等.Rho激酶对严重烧伤大鼠血清诱导的肠黏膜上皮细胞调控机制的研究[J].医学研究生学报,2008,21[4]HanYJ。HuwY.PianoM.eta1.Regulationofmyosinkinaseexpressionlightchain(7):693—696.byangiotensin11inhypertension.[J].AmJ[12]MoranoI.TuningsmoothmusclecontractionbymolecularmotorsHypertens,2008・21《8):860—865.[J1.JMolMed,2003。81(8):481—487.[13]杨静娴,韩国柱,李淑媛。等.非钙依赖性调节肌球蛋白活性对维持平滑肌张力的影响[J].中国I临床康复。2005。9(6):133一135.[143Yang[5]ItoM,NakanoT,Erdodiregulation197—209.andF,eta1.Myosinphosphatase:Structure,function[J].MolCellBiochem,2004,259(1—2):JX,1.inY.TheactionofPKAonsmoothmusclemyosin[6]李南方,胡君丽.自发性高血压大鼠血管壁肌球蛋白轻链磷酸酶禽鼍的研究!J].临床心血管瘸杂志,2007。23(5):379—381.[7]WalshMP。SusnjarM,DengJ,elal.Phosphorylationofthephosphatasetype1proteinphosphorylation[J].LifeSci.2005,77(21):2669—2675.[15]梁明丽,崔颖,吕广艳。等.肌球蛋门轻链激酶非激酶活性调节磷酸化肌球蛋白ATt’酶活性及肌丝运动[J].生物化学与生物物理进展,2008,35(1):91—96.D6]GangopadhyaySS,TakizawaN,Gallantarchvillin:AnovelregulatorofsignalingC,etandinhibitorproteinCPI一17byproteinkinaseC[J1.MethodsMolBiol,2007.365:209—223.[8]周荣,胡德耀.JIIt管平滑肌收缩蛋自钙增敏的弼节机制[J].国外医学:生理与病理分册,2001,21(4),289—291.[93Bonneviera1.Smoothmusclecontractilityinvas—cularsmoothmuscle[J.].JCellsci,2004。117(21):5043—5057.J,ArnerA.ActionsdownstreamofcyclicGMP/proleinprotein作者简介:焦东东,男,现为南京军区南京总医院中西疾结合科在读硕士研究生(邮编:210002)}蔡辉.工作于南京军蜒南京总医院。(收稿甘期:2009—08—13)(本文编辑郭怀印)kinaseGcanreversekinaseC—mediatedphosphorylatjoninofCPI一17andca(2+)sensitizationsmoothmuscle[J].JBiolChem,2004,279(28):28998—29003.Do]关启刚。曾定尹,孙喜琢,等.Rho激酶在小穆猪自介素一18介导中医药防治心肌肥厚的研究进展张群燕,蔡辉中图分类号:R255.3文献标识码:A文章编号:1672—1349(2009)12—1454—03它itl再通过表达转录调节闪子、生长因子及信号转导途径的蛋白质而调控下游基因表达。④表达功能或结构蛋白质的基因向“胚胎型”表型转化一1,如肌球碾白重链(MHC)改建、同工酶由V1型向V3型转化。心肌肥厚是心肌细胞对持续性负荷增加的一种适应性反应。初期的心肌肥大有一定代偿意义,但心肌肥大引起的心肌肥厚及心肌重构最终可导致心力衰竭,并已成为引起心血管疾病发病率和死亡率最著升高的独立危险冈索¨]。因此,探明心肌肥厚发生机制。寻求防治心肌肥厚药物,是心m管领域研究的重要课题。近年来,国内外的研究进一步阐明心肌肥厚形成的机制,同时中医药干预心肌肥厚的研究也取得可喜的成就。现综述如下。l心肌肥厚形成机制的研究研究证实。心肌细胞的适应(重担)过程分为:①刺激信号出现。包括机械牵拉、神经一内分泌信号(如去甲肾上腺素)、代谢信号(如缺氧/缺血、活性氧心1)、心肌组织释放的局部激素及细胞闪子(如内皮素一l、肾素咀管紧张素、肿瘤坏死因子TNFa.转化生长因子TGF一8等)。②跨膜信号传递。化学信号通过各自的受体及细胞内信使激活相应的蛋白激酶(如PKC:“、MAPK、CaN),机械信号通过刺激生长因子释放如血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)激活应力感受器(包括牵拉敏感离子通道、整合素超家族等)以及细胞骨架将信号传递至核内。③即刻早期反应基因激活。激活的蛋白激酶通过多种细胞内信号转导通路使某些转录因子磷酸化或细胞内钙离子增高,钙一钙调蛋白依赖的磷蛋白磷酸化或脱磷酸的转录闪子移位人细胞核,激活即刻早期反应基因,如原癌基因(c—fos、c—myc、c—jun)f43及热休克基因,2单昧中药及中药单体2.1丹参及其单体丹参是我同的传统中药。具有活血化瘀之功效,临床七主要用于冠心病的治疗。近年研究发现。丹参可通过调整和改善心脏局部儿茶酚胺,氧tO由基代谢、降低左心寰肥厚组织AngII含量、抑制心肌细胞ATIRmRNA及蛋白表达,阻止心肌细胞的钙离子内流来阻止Angll致心肌肥厚的信号向细胞内转导,从而起到抑制心肌肥厚的药理作用吲;而长期应用丹参治疗可降低了心肌细胞ATlR的表达,预防SHR大鼠I。VH的形成¨一。丹参酮ⅡA(tanshinoneIIA,7rSN)是丹参重要的脂溶活性成分之一。李永胜等[8j发现,丹参酮ⅡA可以抑制肥厚心肌ATlR的基因表达,降低细胞内游离钙离子浓度以显著地逆转心肌肥厚,降低左心窜质量指数(I.VMI)和心肌细胞横经(TDM)。且其对左心室肥厚的逆转作用不依赖于血压的下降。同时,王照华等‘9I进一步的研究表明.丹参酮ⅡA可以阻断心肌细胞I。一型Ca”通道,阻止ca“内流.通过阻止心肌细胞内钙离子超载而抑制心肌肥厚信号的传导。而对由AngⅡ诱导的肥大心肌细胞的研究也发现,丹参酮ⅡA可以通过降低细胞内万方数据

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