蛋白质硝基化与心血管疾病

[摘　要]　蛋白质硝基化是一种重要的蛋白质翻译后修饰，其普遍存在于心血管疾病的发生、发展阶段，但其具体作用方式和作用机制，至今尚不完全明了，通过对其进一步深入研究将提高我们对心血管疾病的认知。

[关键词]　蛋白质硝基化；心血管疾病

蛋白质硝基化是指蛋白质中的酪氨酸残基硝基化成3-硝基酪氨酸（3-nitrotyrosine，NT）的过程，而NT的形成被认为是体内活性氮（RNS），如过氧亚硝酸根离子（ONOOˉ），形成的生物标志。NT形成通过影响蛋白质的结构和功能，如抑制其磷酸化、改变其降解速率而参与介导某些疾病的发生和发展。

近年来心血管疾病中蛋白质硝基化的作用受到人们的关注，糖尿病心血管并发症、动脉粥样硬化、高血压、心肌缺血再灌注损伤等多种病变的心血管系统，可在血管内皮、血管壁及心肌细胞内检测到硝化蛋白质。

1　动脉粥样硬化

临床研究证明，体内蛋白质硝基化水平的升高，可以作为动脉粥样硬化危险性的独立指标，且动脉粥样硬化患者组织细胞中的NT含量超过正常人90倍。动脉粥样硬化的不同时期，在巨噬细胞丰富的损伤部位，可检测到iNOS表达和NT的形成。有研究指出：牛的粥样硬化动脉中的硝基化前列环素合酶（PGIS）高于正常同龄对照组，而这一现象在动脉粥样硬化的早期——动脉刚刚呈现局部变厚时就已经出现。进一步研究发现，动脉粥样硬化损伤部位的细胞所分泌的免疫介质CD40的配基CD40L，会导致PGIS硝基化。高胆固醇血症中ONOOˉ的形成增高，使血液循环中b-极低密度脂蛋白（b-VLDL）颗粒发生硝基化，与脂蛋白结合的NT明显增加，从而通过改变脂蛋白从血浆中清除的方式或改变细胞受体摄取脂蛋白的方式来影响动脉粥样硬化的发展。Pennathur等研究发现动脉粥样硬化组织中HDL的硝基化产物含量是正常组织中的6倍，且HDL载脂蛋白A-I（apoA-I）的Tyr192是最主要的硝基化位点。ONOOˉ对载脂蛋白特定氨基酸残基的修饰会影响其从巨噬细胞、内皮细胞中携带胆固醇的能力，导致泡沫细胞的生成。

2　心肌梗死及心室重构

有研究指出，实验性大鼠心肌梗死后心肌中的NT明显增多，且与心梗后的心室重构相关。2001年Feng等指出，心肌梗死后iNOS基因缺陷大鼠的死亡率、血浆中的硝酸盐/亚硝酸盐、血浆及心肌中的NT含量要远低于野生型大鼠，心功能亦有所改善。此外，大鼠心梗后早期心室重构过程中梗死区心肌细胞、巨噬细胞及其它结缔组织细胞中iNOS及NADPH增多，同时左心室心肌细胞、内皮细胞及巨噬细胞中NT也显著增多，且IHC显示NT染色多与心肌细胞的横纹结构平行，说明心梗后NADPH与iNOS的增多，导致ONOOˉ增多，可能参与心梗后心室重构。而Zhao等研究氧化应激在梗死后心室重构中的作用时指出：野生型小鼠心肌梗死后3天梗死区心肌细胞中NT显著增高，巨噬细胞及肌成纤维细胞、Ⅰ型胶原均增多，梗死边缘带出现大量凋亡的心肌细胞，而NADPH氧化酶缺陷小鼠并没有此现象，说明梗死后心室重构可能与氧化和/或硝化应激相关。一体外实验指出，将冠状动脉暴露于过氧亚硝酸离子中会引起冠脉舒张功能损伤、细胞内cGMP减少及NT增多，而Cinaciguat（一种可溶性的鸟苷酸环化酶激活剂）可改善上述功能障碍，在体实验中进一步证实，Cinaciguat可减轻由异丙肾上腺素诱导心肌梗死所致的氧化-硝化应激。

3　糖尿病的心血管并发症

心血管并发症是2型糖尿病主要死亡原因，其涉及复杂的高血糖相关机制，包括炎症及硝化应激。糖尿病人的组织中蛋白质硝基化程度增高，对其心脏检测发现NT阳性的内皮细胞、心肌细胞和成纤维细胞均有明显的细胞凋亡；在链脲酶素诱导的大鼠糖尿病模型中发现主动脉平滑肌中的NT显著增加。糖尿病模型中ONOOˉ的升高导致主动脉平滑肌酪氨酸硝基化，使血管平滑肌SERCA2a功能紊乱。缓慢抑制iNOS的活性可改善糖尿病大鼠的心功能，并减少心肌中NT的含量；在链脲佐菌素诱导的大鼠糖尿病模型中发现心脏线粒体蛋白琥珀酰辅酶A：3-酮酸辅酶A转移酶（SCOT）发生了酪氨酸硝基化。进一步研究发现，糖尿病条件下心肌线粒体SCOT的硝基化是一种普遍现象，其可能导致线粒体功能损伤。另外，在2型糖尿病患者的血液中，硝基化的apoA-I含量与对照组相比明显增高，而apoA-I的氧化损伤与动脉粥样硬化关系密切。此外，在糖尿病血管病变中由ONOOˉ引起的环氧合酶-2（COX-2）与iNOS的硝基化程度增加及由此增进的两者结合，进一步促进了糖尿病血管病变的进展。糖尿病动脉粥样硬化患者的粥样硬化斑块中NT的表达明显高于非糖尿病患者的，且PGIS是发生硝基化的主要蛋白质，表明高血糖可以增强PGIS的硝基化，可能对加速糖尿病患者动脉粥样硬化的发展起到了一定的作用。

蛋白质硝基化普遍存在于心血管疾病的发生、发展阶段，但其具体作用方式和作用机制，至今尚不完全明了，通过对其进一步深入研究将提高我们对心血管疾病的认知。

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