組織蛋白酶與動脈硬化的關(guān)系

1、組織蛋白酶與動脈硬化的關(guān)系【關(guān)鍵詞】動脈硬化;組織蛋白酶組織蛋白酶(athepsin，at)是溶酶體內(nèi)的蛋白水解酶，根據(jù)其活性部位所含的氨基酸的不同，at可以分為絲氨酸at(如atA和G)、天冬氨酸at(如atD和E)和半胱氨酸at()。其中，屬于蛋白酶lanA中的木瓜蛋白酶家族(1)1。在半胱氨酸蛋白酶家族的成員中，atB、F、H、和Z在大多數(shù)組織中均有表達(dá)。盡管分布的范圍很廣，某些特殊的組織細(xì)胞中某些酶有更高的含量。1構(gòu)造及活性調(diào)控純化的at通常由二硫鍵連接的重鏈與輕鏈構(gòu)成。除了四聚體的at以外，其他都是30kD的單體。木瓜蛋白酶樣酶類有兩個構(gòu)造域，在這兩個域的交接點有V型活化位點。溶酶體

2、的活性可通過多種方式調(diào)節(jié)，其中最重要的是酶原的激活及抑制內(nèi)源性蛋白酶抑制劑(ystatins)，與其他的蛋白水解酶相似，at以無活性的前體的形式被合成，通過去除N端的前肽而被激活。2組織蛋白酶的生理功能2.1抗原遞呈H類分子遞呈多種內(nèi)吞蛋白水解產(chǎn)生的抗原肽到D4+細(xì)胞。恒定鏈(Ii)在H分子的加工過程中扮演著重要角色。at通過兩種途徑參與H的抗原呈遞過程：即降解內(nèi)吞的抗原蛋白和恒定鏈Ii的加工處理1。文獻報道，早期體外研究證明B、L、S和天冬氨酸atD和E參與恒定鏈的降解及外源性蛋白遞呈，atB和D缺陷的小鼠證實這兩種酶在恒定鏈降解及內(nèi)源性及外源性蛋白遞呈中作用，但是，atL和S缺陷的小鼠會導(dǎo)

3、致H類分子成熟缺陷，atL通過不完全恒定鏈的降解特異性參與H類分子的遞呈，這一過程在皮質(zhì)胸腺上皮細(xì)胞而不是在骨髓源性抗原遞呈細(xì)胞中，在大多數(shù)細(xì)胞類型中，at在恒定鏈加工中表現(xiàn)為重要的作用，atS缺陷的小鼠無法處理恒定鏈超過10kD的片段，atS恒定鏈的降解證實了一種選擇性atS不可逆抑制劑LHVS和蛋白抑制劑ystatin，結(jié)果說明在脾和樹突狀細(xì)胞中，at是一個很大的恒定鏈加工酶，在B細(xì)胞中有成熟的atL但在樹突狀細(xì)胞中探測不到有活性的酶2。這些說明atL的活性在這些細(xì)胞中可能被atL的特異性抑制劑調(diào)控，在中性和弱堿性pH值環(huán)境下，通過P41恒定鏈合成的at穩(wěn)定，在骨髓源性抗原遞呈細(xì)胞中，缺乏

4、p41恒定鏈，atL的程度大大減低。2.3基質(zhì)降解at在蛋白降解中起重要作用，除溶酶體外，根據(jù)細(xì)胞類型和細(xì)胞微環(huán)境，at可在多處分布并發(fā)揮功能atK、L和S是己知的最有效的彈性蛋白酶，在體外，atB可以降解N和V型膠原及纖維連接蛋白。atL、S和K可降解原纖維膠原，纖維連接蛋白和層黏連蛋白。DPPI可剪切纖維連接蛋白，型、型和型膠原。在體內(nèi)，蛋白水解酶必須在能保持其活性的微環(huán)境中接觸到基質(zhì)分子才能發(fā)揮其基質(zhì)降解活性。在胞內(nèi)，它們可降解吞噬的基質(zhì)分子或者分泌到胞外進展降解。除基質(zhì)降解外，還參與生長因子、血管增殖調(diào)節(jié)及協(xié)助其他細(xì)胞因子調(diào)節(jié)等，有助于細(xì)胞遷移、增殖及凋亡等的調(diào)節(jié)5。atD降解細(xì)胞內(nèi)蛋

5、白，在前列腺癌細(xì)胞中，它是可分泌蛋白酶，可產(chǎn)生血管抑素(angistatin);在腫瘤組織中，atB、D、H、L重新分布并高表達(dá)，提示at在腫瘤浸潤、轉(zhuǎn)移中起作用。由于at廣泛的底物特異性，可對許多分子進展修飾、加工，使它們活化、失活，發(fā)揮重要的作用。3at在動脈硬化(AS)中的作用3.1at在AS中的表達(dá)在載脂蛋白E基因敲除的小鼠動脈硬化模型中atB、L、F的RNA和蛋白程度表達(dá)增加，而且證實在AS的官腔旁及巨噬細(xì)胞中的陽性率最高。但在正常動脈中僅有微量表達(dá)。早在1998年，Sukhva等6就發(fā)現(xiàn)atK存在于人As病變中，而正常血管中atK表達(dá)很少;早期AS斑塊中atK主要表達(dá)于內(nèi)膜和中膜的

6、平滑肌細(xì)胞;進展的粥樣斑塊中，atK主要定位于纖維帽的巨噬細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞中。研究7進一步指出，atK存在于多種細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞中;其RNA和蛋白表達(dá)程度在進展的粥樣斑塊中表達(dá)最高，其次為含有血栓的粥樣斑塊，早期AS病變最低，但仍高于正常血管。atS是在AS中描繪的最廣泛的蛋白酶。其在AS中的表達(dá)位置與atK相似。而且發(fā)現(xiàn)血管腔的內(nèi)皮細(xì)胞和微血管斑塊也表達(dá)atS。與正常血管相比，atSRNA和蛋白在AS內(nèi)膜中表達(dá)程度增加8。這結(jié)果說明at參與AS的形成。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.4at與剪切應(yīng)力的關(guān)系在AS的初始階段，剪應(yīng)力使內(nèi)皮細(xì)胞對脂質(zhì)浸透性增加,使內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)黏附分子，促

7、使白細(xì)胞遷移至血管壁。震蕩剪切應(yīng)力與致AS區(qū)域有關(guān)，層剪切應(yīng)力與AS保護區(qū)域有關(guān)。最近的研究證明，分泌atL是剪切應(yīng)力依賴的基質(zhì)蛋白酶。受抑制的atL抑制震蕩剪切應(yīng)力誘導(dǎo)小鼠主動脈內(nèi)皮細(xì)胞的明膠酶和彈性蛋白酶活性，而對層剪應(yīng)力誘導(dǎo)的活性無作用13這說明atL是剪應(yīng)力敏感的蛋白酶，在血管重塑和動脈硬化中有重要作用。同樣的研究還說明，atK同樣受剪切應(yīng)力的調(diào)節(jié)，高振蕩切應(yīng)力增加內(nèi)皮細(xì)胞中atK的RNA和蛋白的表達(dá)程度和活性，內(nèi)皮細(xì)胞中的atK有助于剪切應(yīng)力相關(guān)的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白水解活性的調(diào)節(jié)，內(nèi)皮細(xì)胞中atK的表達(dá)與人冠狀動脈內(nèi)彈力層的破裂顯著相關(guān)6。這些結(jié)果提示atK和L是at家族中對切應(yīng)力敏感的成員，通過切應(yīng)力的調(diào)節(jié)，atK和L在血管壁的細(xì)胞外基質(zhì)重塑過程中起重要作。5at與脂質(zhì)代謝和炎癥的關(guān)系6at天然抑制劑在動脈硬化中的作用7展望at在AS中起重要作用。抑制at活性可減少細(xì)胞外基質(zhì)的降解，促進斑塊纖維化，可能有助于延緩斑塊進展，增加斑塊的穩(wěn)定性。盡管已有許多藥品公司致力于at抑制劑的開發(fā)，但他們主要研究的是其在骨質(zhì)疏松癥和骨關(guān)節(jié)炎中的療效。at抑制劑是否能用于AS等心血管疾病的治療目前尚無相關(guān)資料。最近有研究提示at可作為AS的一項診斷指標(biāo)。atL在至少一支冠狀動脈狹窄10%