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      【綜 述】MAPK 信號(hào)通路在血管鈣化中的研究進(jìn)展

       實(shí)用心電學(xué)雜志 2025-06-24 發(fā)布于江蘇

      作       者:陸冰清,王姿懿,楊萍

      作者單位:江蘇大學(xué)醫(yī)學(xué)院(陸冰清,王姿懿);上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬龍華醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科(楊萍)

      作者簡(jiǎn)介:陸冰清,主要從事動(dòng)脈粥樣硬化及血管鈣化方向的研究。

      通信作者:楊萍,E-mail: yangping@ujs.edu.cn

      基金項(xiàng)目:江蘇大學(xué)醫(yī)教研協(xié)同創(chuàng)新基金重點(diǎn)項(xiàng)目(JDY2022004);江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院博士人才啟動(dòng)基金資助項(xiàng)目(jdfyRC2020005)

      摘  要

      隨著心血管疾病死亡人數(shù)逐年增加,血管鈣化作為心血管疾病的危險(xiǎn)因素及重要標(biāo)志之一,引發(fā)了越來(lái)越多的研究與探討。MAPK信號(hào)通路是調(diào)節(jié)真核生物生長(zhǎng)、分化、凋亡和應(yīng)激反應(yīng)等多種生理過(guò)程的關(guān)鍵信號(hào)通路,它不僅直接影響血管鈣化,還與許多其他通路相互作用,共同影響血管鈣化的結(jié)果。本文將討論MAPK信號(hào)通路在血管鈣化中的各種重要作用,尤其是三種典型信號(hào)通路ERK1/2、JNK和p38 MAPK的激活,旨在加深對(duì)血管鈣化病理機(jī)制的理解,并為心腦血管事件的預(yù)防和治療提供新的策略與治療靶點(diǎn)。

      關(guān)鍵詞

      MAPK信號(hào)通路;動(dòng)脈粥樣硬化;血管鈣化;ERK1/2;JNK;p38

      引用格式

      陸冰清,王姿懿,楊萍. MAPK信號(hào)通路在血管鈣化中的研究進(jìn)展[J]. 實(shí)用心電與臨床診療, 2025, 34(2): 257-266,271.

      DOI: 10.13308/j.issn.2097-5716.2025.02.021

            目前,心血管疾病仍然是全球最常見(jiàn)的死亡原因,據(jù)全球疾病負(fù)擔(dān)研究估計(jì),在2007至2017年的十年間,心血管疾病的總死亡人數(shù)增加了21.1%(95%UI 19.7%~22.6%);心血管疾病死亡人數(shù)2019年已達(dá)1 860萬(wàn)(95%UI 1 710萬(wàn)~1 970萬(wàn))。其中,血管鈣化是心血管疾病的重要標(biāo)志之一,隨著鈣化程度的加深,心血管事件的發(fā)生率也隨之上升。因此,深入研究鈣化的機(jī)制、積極探索新的非常規(guī)治療方法,有望在未來(lái)顯著降低心血管疾病的患病率及死亡率。

            血管鈣化是鈣和磷酸鹽以羥基磷灰石的形式沉積在動(dòng)脈壁的細(xì)胞外基質(zhì)中,也是心血管事件的獨(dú)立危險(xiǎn)因素之一。血管鈣化被認(rèn)為是與諸多疾病相關(guān)的病理性血管表現(xiàn),如動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓、主動(dòng)脈瓣狹窄、冠狀動(dòng)脈疾病、糖尿病以及慢性腎臟?。╟hronic kidney disease,CKD)等。越來(lái)越多的證據(jù)表明,血管鈣化是一種由原位或循環(huán)中的成骨細(xì)胞樣細(xì)胞介導(dǎo)的主動(dòng)過(guò)程,類似于生理性骨的形成。

      1  血管鈣化的分類

            根據(jù)解剖學(xué)分類,血管鈣化大致可分為三類:中層鈣化、內(nèi)膜鈣化、瓣膜鈣化性主動(dòng)脈瓣狹窄。中層鈣化又稱內(nèi)側(cè)血管鈣化,一般由彈性纖維原發(fā)性損傷引發(fā)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)所致,伴隨血管僵硬的同時(shí),易導(dǎo)致心力衰竭、血液淤積和血栓形成。區(qū)別于中層鈣化,內(nèi)膜鈣化是由軟骨細(xì)胞樣細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的畸形鈣沉淀引起的,常伴有脂質(zhì)積累和炎性細(xì)胞浸潤(rùn)。瓣膜鈣化性主動(dòng)脈瓣狹窄常引起鈣化性主動(dòng)脈瓣疾病,也是發(fā)達(dá)國(guó)家最常見(jiàn)的瓣膜疾病,迄今為止,除了主動(dòng)脈瓣置換術(shù)外,還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)特異性治療藥物。

            根據(jù)細(xì)胞來(lái)源分類,除了最常見(jiàn)的平滑肌細(xì)胞外,參與成骨表型轉(zhuǎn)化的細(xì)胞來(lái)源還有內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞、外膜肌成纖維細(xì)胞、破骨細(xì)胞樣細(xì)胞、祖細(xì)胞等。內(nèi)皮細(xì)胞被證明能通過(guò)內(nèi)皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(endothelial to mesenchymal transtition,EndMTs)向骨和軟骨細(xì)胞分化。EndMTs存在于基質(zhì)γ-羧基谷氨酸蛋白(matrix gamma-carboxyglutamate protein,MGP)缺乏的內(nèi)皮細(xì)胞中,使內(nèi)皮細(xì)胞促進(jìn)血管鈣化。抑制周細(xì)胞內(nèi)源性Axl的活性會(huì)增強(qiáng)它們的成骨分化。地塞米松能下調(diào)周細(xì)胞中的MGP、骨橋蛋白和血管鈣化相關(guān)因子的表達(dá),上調(diào)成骨細(xì)胞特異性標(biāo)志物堿性磷酸酶的表達(dá),加速血管周細(xì)胞的成骨分化。Msx2作為肌成纖維細(xì)胞中的免疫反應(yīng)性區(qū)域,至少能部分通過(guò)旁分泌Wnt信號(hào)促進(jìn)血管鈣化。

            血管鈣化斑塊根據(jù)其體積和密度,以0.5 mm的厚度為分界線,又可分為大鈣化和微鈣化兩類。微鈣化中以M1巨噬細(xì)胞數(shù)量的增加為特征,觸發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化壞死核心中的鈣沉積;而M2巨噬細(xì)胞可以通過(guò)減少炎癥和誘導(dǎo)大鈣化形成來(lái)穩(wěn)定頸動(dòng)脈斑塊。頸動(dòng)脈微鈣化可被認(rèn)為是一種炎癥退行性斑塊過(guò)程。

      2  MAPK信號(hào)通路

            絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號(hào)通路是所有真核生物中一種重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,參與調(diào)控細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、凋亡和應(yīng)激反應(yīng)等多種生理過(guò)程。MAPK信號(hào)通路由MAPK、MAPK激酶(mitogen-activated protein kinase kinase,MAPKK)、MAPK激酶激酶(mitogen-activated protein kinase kinase kinase,MAPKKK)三種激酶組成,通過(guò)依次磷酸化激活其級(jí)聯(lián)反應(yīng)。哺乳動(dòng)物中的MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,除了常規(guī)的MAPK信號(hào)通路,如細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2(extracellular-regulated kinase 1/2,ERK1/2)、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)、p38、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶5(extracellular-regulated kinase5,ERK5),還有一些非典型MAPK信號(hào)通路,如細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶3/4(extracellular-regulated kinase3/4,ERK3/4)、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶7(extracellular-regulated kinase7,ERK7)和Nemo樣激酶(Nemo-like kinase,NLK)。其中,ERK1/2信號(hào)通路主要調(diào)控細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化,而JNK和p38信號(hào)通路則在炎癥、應(yīng)激反應(yīng)和細(xì)胞凋亡中發(fā)揮關(guān)鍵作用。MAPK級(jí)聯(lián)反應(yīng)與生物學(xué)效應(yīng)示意圖見(jiàn)圖1。

      3  MAPK信號(hào)通路與血管鈣化

            近年來(lái),與血管鈣化相關(guān)信號(hào)通路的多項(xiàng)研究表明,除MAPK信號(hào)通路外,還有PI3K/AKT、Wnt、cAMP/PKA、CaMKⅡ、AMPK/mTOR、Rho GTPase、NF-κB等諸多信號(hào)通路。這些信號(hào)通路互相影響,共同影響血管鈣化的結(jié)果。它們作為潛在的治療靶點(diǎn),為預(yù)防和治療血管鈣化提供了更多選擇。下文將著重介紹MAPK信號(hào)通路與血管鈣化的關(guān)系,也會(huì)涉及與MAPK信號(hào)通路相關(guān)的其他一些疾病。

      3.1  ERK1/2

            ERK1/2也被稱為p42/44絲裂原活化蛋白激酶,是MAPK激酶1/2的特異性底物。ERK1/2上的特定磷酸化能整合不同的上游信號(hào),從而誘導(dǎo)心臟肥大。除了參與各種生物過(guò)程外,ERK1/2也在血管鈣化中扮演著重要角色。研究表明,ERK1/2通路的激活可以促進(jìn)平滑肌細(xì)胞的增殖和分化,導(dǎo)致血管鈣化。

            原花青素B2作為類黃酮家族的一員,是有效的抗氧化劑,能通過(guò)抑制ERK1/2磷酸化來(lái)抑制RUN2的表達(dá)和血管鈣化。這表明原花青素B2作為一種有效的鈣化抑制劑,具有潛在的臨床價(jià)值。線粒體外膜中的線粒體融合蛋白2(mitofusin-2,MFN2)也被證實(shí)可通過(guò)激活RAS-RAF-ERK1/2信號(hào)通路來(lái)驅(qū)動(dòng)血管鈣化,進(jìn)一步導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈粥樣硬化。Ptd-1作為一種新型紫檀芪-二氫吡唑衍生物,比白藜蘆醇的藥理活性更強(qiáng),可以通過(guò)阻斷ERK1/2-catenin信號(hào)通路,減少TNFα、IL-6和IL-1β炎癥因子的產(chǎn)生,進(jìn)而改善高脂誘導(dǎo)的內(nèi)膜鈣化和尼古丁及VD3誘導(dǎo)的內(nèi)側(cè)鈣化。通過(guò)微陣列分析,研究者發(fā)現(xiàn)高度保守的胰島素樣生長(zhǎng)因子2在小鼠平滑肌細(xì)胞中顯著上調(diào),且可能通過(guò)刺激ERK1/2和AKT信號(hào)通路介導(dǎo)平滑肌細(xì)胞鈣化。牙齦卟啉單胞菌可以通過(guò)刺激平滑肌細(xì)胞系內(nèi)源性骨形態(tài)發(fā)生蛋白4(bone morphogenetic protein,BMP4)來(lái)啟動(dòng)鈣化。其中,BMP4在平滑肌細(xì)胞中的表達(dá)上調(diào)通過(guò)toll樣受體4(toll like receptor4,TLR4)和ERK1/2-p38信號(hào)通路介導(dǎo)。這揭示了BMP4在與牙齦卟啉單胞菌感染相關(guān)的血管鈣化中可能具有治療作用。體內(nèi)及體外實(shí)驗(yàn)均表明,棕櫚酸增加了ERK1/2的磷酸化和成骨基因的表達(dá)。棕櫚酸能通過(guò)誘導(dǎo)活性氧的生成,來(lái)激活ERK1/2磷酸化,進(jìn)而促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞的成骨分化,但如果使用阿波西寧(apocynin)或siRNA抑制NADPH氧化酶,則可以抑制其鈣化。

            在主動(dòng)脈瓣膜的鈣化過(guò)程中,ERK1/2也參與了許多關(guān)鍵環(huán)節(jié)。人主動(dòng)脈瓣的鈣化與ERK1/2的活性呈正相關(guān),鈣化的減少是因?yàn)镋RK1/2抑制通過(guò)激活DKK和LRP6表達(dá),降低了堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(bone morphogenetic protein2,BMP2)和runt相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2(runt-related transcription factor2,RUNX2)的表達(dá)。此外,ERK1/2抑制還通過(guò)激活A(yù)MPKα介導(dǎo)的p53磷酸化促進(jìn)其成熟,進(jìn)一步激活內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞中的miR-126-3p產(chǎn)生,發(fā)揮其抗血管鈣化的關(guān)鍵作用。VENARDOS等發(fā)現(xiàn),通過(guò)抑制ERK1/2,能阻斷華法林誘導(dǎo)的人主動(dòng)脈瓣間質(zhì)細(xì)胞中RUNX2的表達(dá)。但是,CHEN等卻發(fā)現(xiàn)通過(guò)G蛋白偶聯(lián)受體39(G protein-coupled receptor 39,GPR39)發(fā)出信號(hào)能激活ERK1/2信號(hào)通路,從而抑制成骨分化和細(xì)胞凋亡,最終抑制人主動(dòng)脈瓣膜間質(zhì)細(xì)胞的鈣化。

            大量研究表明,長(zhǎng)鏈非編碼RNA(long non-coding RNA,lncRNA)在調(diào)節(jié)血管鈣化中起著不可或缺的作用。例如,lncRNA H19能通過(guò)上調(diào)鹽皮質(zhì)激素受體復(fù)合物增加microRNA-106a-5p的表達(dá),促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞的成骨分化和鈣化。lncRNA H19還能通過(guò)p38 MAPK和ERK1/2信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,促進(jìn)β-GP誘導(dǎo)的平滑肌細(xì)胞鈣化,從而為早期診斷和治療動(dòng)脈鈣化提供新的思路。此外,啟動(dòng)子CpG島的低甲基化通過(guò)上調(diào)lncRNA H19水平,激活平滑肌細(xì)胞鈣化過(guò)程中ERK1/2的磷酸化,進(jìn)一步參與平滑肌細(xì)胞鈣化。綜上,lncRNA尤其是lncRNA H19為動(dòng)脈鈣化的早期診斷和治療提供了新的靶點(diǎn)。ERK1/2對(duì)血管鈣化的作用模式見(jiàn)圖2。

      3.2  JNK

            c-Jun氨基末端激酶(cJNK),也被稱為應(yīng)激活化蛋白激酶,具有三種亞型:JNK1、JNK2和JNK3。不同于JNK3局限在大腦、睪丸和心臟中表達(dá),JNK1和JNK2在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中普遍表達(dá)。近年來(lái)多項(xiàng)研究表明,JNK信號(hào)通路在炎癥和細(xì)胞凋亡中發(fā)揮著重要作用,但其與血管鈣化的直接關(guān)系尚不完全清楚。JNK信號(hào)通路的激活可能通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥因子和氧化應(yīng)激參與血管鈣化的過(guò)程。

            硫酸吲哚酯(indoxyl sulfate,IS)除了腎毒性外還具有心血管毒性,IS刺激后能激活JNK通路,進(jìn)而促進(jìn)平滑肌細(xì)胞的鈣化,但目前尚未明確IS是直接激活JNK通路,還是通過(guò)刺激JNK通路上調(diào)Pit-1的表達(dá),進(jìn)一步促進(jìn)成骨細(xì)胞分化和基質(zhì)礦化。納米級(jí)羥基磷灰石(nano-sized hydroxyapatite,nHAp)可以通過(guò)JNK信號(hào)依賴性級(jí)聯(lián)反應(yīng)來(lái)提高RUNX2、OPN和ALP的表達(dá),從而促進(jìn)平滑肌細(xì)胞的成骨轉(zhuǎn)化,同時(shí)也能損害線粒體的功能和形態(tài),誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞的凋亡。研究表明,腺嘌呤誘導(dǎo)的CKD伴血管鈣化動(dòng)物模型中分泌的卷曲相關(guān)蛋白5(secreted frizzled-related protein 5,sFRP5)水平的降低與非經(jīng)典Wnt通路的激活有關(guān)。其中,sFRP5通過(guò)抑制Wnt3a介導(dǎo)的Rho/ROCK/JNK非典型信號(hào)通路,抑制CKD患者中血管平滑肌細(xì)胞鈣化。氯化鑭(LaCl3)不僅能通過(guò)激活JNK2減少β-GP誘導(dǎo)的大鼠平滑肌細(xì)胞鈣化,還能通過(guò)調(diào)控p38信號(hào)通路減少由過(guò)氧化氫(H2O2)誘導(dǎo)的大鼠血管細(xì)胞鈣化。

            法尼醇X受體(farnesoid X receptor,F(xiàn)XR)是膽汁酸激活的轉(zhuǎn)錄因子核受體家族的成員之一,已被證明在血管細(xì)胞中表達(dá)。它能促進(jìn)心肌細(xì)胞的凋亡,進(jìn)而導(dǎo)致心肌缺血或再灌注損傷。FXR的激活可增加miR-135a-5p的表達(dá),從而抑制TGFBR1/TAK1通路的激活,減輕CKD大鼠血管炎癥和鈣化。6α-乙基鵝去氧膽酸(INT-747)作為一種合成的FXR激動(dòng)劑,能通過(guò)激活JNK通路來(lái)發(fā)揮抗鈣化作用,對(duì)減少甘油三酯的累積也有一定作用。除此之外,INT-747還能改善經(jīng)5/6腎切除的ApoE-/-小鼠誘導(dǎo)的CKD相關(guān)血管鈣化,而不會(huì)影響冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病的發(fā)展。

            EndMTs是內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)到間充質(zhì)干細(xì)胞并獲得非內(nèi)皮細(xì)胞譜系可塑性的過(guò)程,與血管鈣化的形成密切相關(guān)。BMPR2-JNK信號(hào)軸是調(diào)節(jié)炎癥因子誘導(dǎo)的EndMTs并導(dǎo)致血管鈣化的關(guān)鍵途徑,通過(guò)下調(diào)BMPR2來(lái)促進(jìn)血管鈣化。因此,BMPR2后續(xù)有望作為鈣化的生物標(biāo)志物。研究表明,BMP誘導(dǎo)的絲氨酸蛋白酶通過(guò)上調(diào)Sox2介導(dǎo)EndMTs在Ins2Akita/+小鼠糖尿病的血管鈣化中起關(guān)鍵作用。此外,如果糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK3β)內(nèi)皮特異性缺失或受抑制,則能減少ApoE-/-小鼠的動(dòng)脈粥樣硬化鈣化。GSK3β抑制也能減少Ins2Akita/+小鼠的血管鈣化。總之,GSK3β抑制可預(yù)防EndMTs并減少糖尿病的血管鈣化,這為開(kāi)發(fā)新的治療策略提供了靶點(diǎn)。

            然而,在有關(guān)JNK信號(hào)通路與血管鈣化的研究中也得出了不同的結(jié)論。比如,研究發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)抑素作為一種新發(fā)現(xiàn)的內(nèi)源性活性肽,能通過(guò)GSK3β/β-catenin和PKC信號(hào)通路抑制主動(dòng)脈鈣化和平滑肌細(xì)胞的成骨分化,但不會(huì)抑制JNK信號(hào)通路。成纖維生長(zhǎng)因子21(fibroblast growth factor 21,F(xiàn)GF21)被證實(shí)能通過(guò)抑制CHOP和caspase-12通路的激活來(lái)抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激(endoplamic reticulum stress,ERS)介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡所導(dǎo)致的血管鈣化,但與p-JNK/JNK無(wú)關(guān)。JNK對(duì)血管鈣化的作用模式示意圖見(jiàn)圖3。

      3.3   p38 MAPK

            p38信號(hào)通路也是一類重要的MAPK通路,其激活可以誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和細(xì)胞凋亡,從而促進(jìn)平滑肌細(xì)胞的鈣化。隨著p38信號(hào)通路的激活,平滑肌細(xì)胞的鈣沉積會(huì)顯著增加,同時(shí)成骨分化相關(guān)標(biāo)志物的表達(dá)也會(huì)上調(diào)。

            上文中就提及LaCl3能通過(guò)調(diào)控p38信號(hào)通路,來(lái)減少經(jīng)H2O2增強(qiáng)的大鼠血管細(xì)胞鈣化。淫羊藿苷作為從傳統(tǒng)中草藥淫羊藿中提取的主要藥理活性成分,被證實(shí)可通過(guò)雌激素受體α激活p38-MAPK通路來(lái)抑制平滑肌細(xì)胞的鈣化。有研究報(bào)道,姜黃素可以抑制JNK/Bax信號(hào)的激活,從而抑制鈣和磷酸鹽誘導(dǎo)的平滑肌細(xì)胞的凋亡與鈣化。IL-18(interleukin-18)作為IL-1超家族中的一種促炎細(xì)胞因子,通過(guò)p38通路的激活促進(jìn)大鼠平滑肌細(xì)胞的成骨分化和鈣化,且在大鼠血清中IL-18的水平與主動(dòng)脈鈣含量呈正相關(guān)。促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin,EPO)目前是臨床上治療CKD腎性貧血的有效藥物,LI等發(fā)現(xiàn)高劑量的EPO可導(dǎo)致大鼠腹主動(dòng)脈組織成骨相關(guān)蛋白的上調(diào)并引發(fā)鈣沉積,還能誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞鈣化并增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)活性氧和ALP的活性;慢性炎癥可加強(qiáng)EPO在上調(diào)炎癥因子TNF-α、IL-6和IL-1β以及體內(nèi)促鈣化方面的作用,且TNF-α能通過(guò)激活p38信號(hào)傳導(dǎo)來(lái)增強(qiáng)EPO的促鈣化作用。N-3脂肪酸作為魚油的活性成分,能通過(guò)p38-MAPK和過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體γ(peroxisome proliferator-activated receptor-γ,PPAR-γ)通路直接抑制血管鈣化。CAO等發(fā)現(xiàn)FGF21可通過(guò)FGFR1/3-βklotho-p38 MAPK-RUNX2信號(hào)軸來(lái)減弱β-GP體外誘導(dǎo)的平滑肌細(xì)胞鈣化。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中被發(fā)現(xiàn)存在神經(jīng)酰胺表達(dá)的升高,而神經(jīng)酰胺又能通過(guò)p38 MAPK信號(hào)通路介導(dǎo)ox-LDL誘導(dǎo)的血管平滑肌細(xì)胞鈣化。肝瘤衍生生長(zhǎng)因子(hepatoma-derived growth factor,HDGF)作為一種分泌性肝素結(jié)合生長(zhǎng)因子,能調(diào)節(jié)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移并促進(jìn)血管生成。HDGF能通過(guò)誘導(dǎo)AKT和p38 MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來(lái)增強(qiáng)大鼠平滑肌細(xì)胞的成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化,從而促進(jìn)動(dòng)脈硬化機(jī)制中的血管鈣化。

            研究還發(fā)現(xiàn),AKT小分子抑制劑二氯乙酸鈉(sodium dichloroacetate,DCA)能通過(guò)不依賴AKT的p38 MAPK激活來(lái)調(diào)節(jié)血管鈣化,且p38 MAPK通過(guò)與RUNX2的相互作用使RUNX2的易活性增強(qiáng),進(jìn)一步促進(jìn)了血管平滑肌細(xì)胞的鈣化。這種基于AKT非依賴性p38 MAPK激活誘導(dǎo)的新信號(hào)機(jī)制,為后續(xù)確定血管鈣化新的治療靶點(diǎn)提供了思路。toll樣受體2(toll like receptor2,TLR2)對(duì)血管平滑肌細(xì)胞的軟骨形成、分化與鈣化有重要影響,能導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化機(jī)制中的血管鈣化。體內(nèi)和體外分析結(jié)果均顯示,TLR2介導(dǎo)的IL-6以自分泌或旁分泌的方式,同時(shí)觸發(fā)了核因子κB受體活化因子配體(receptor activator of nuclear factor κB ligand,RANKL)的產(chǎn)生與骨保護(hù)素(OPG)的減少,從而誘導(dǎo)了血管平滑肌細(xì)胞的鈣化;其中,RANKL的產(chǎn)生是通過(guò)p38和ERK1/2通路信號(hào)傳導(dǎo),而OPG的減少則是通過(guò)ERK1/2介導(dǎo)的NF-κB依賴性信號(hào)傳導(dǎo)。血管5-甲氧基色氨酸(5-methoxytryptophan,5-MTP)是一種由內(nèi)皮細(xì)胞與平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生的抗炎因子,它通過(guò)阻斷p38 MAPK的激活和抑制環(huán)磷腺苷效應(yīng)原件結(jié)合蛋白(cAMP-response element binding protein,CREB)與NF-κB的轉(zhuǎn)錄激活活性來(lái)發(fā)揮抗血管鈣化作用。此外,ACEI類藥物卡托普利還能通過(guò)阻斷p38通路的活化來(lái)減少大鼠中華法林和維生素K1誘導(dǎo)的動(dòng)脈鈣化。p38對(duì)血管鈣化的作用模式見(jiàn)圖4。

      3.4  ERK5

            ERK5又稱MAPK7,作為MAPK家族的一員,被其上游唯一的已知底物MAPK激酶5激活。ERK5的功能障礙可能會(huì)促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病的發(fā)生。經(jīng)ERK5抑制劑BIX02189處理后,ALP的活性以及ALP、骨鈣素(OCN)和骨形成相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子(osterix)的基因表達(dá)會(huì)增強(qiáng),并加劇細(xì)胞外基質(zhì)的鈣化。此外,ERK5被認(rèn)為可以通過(guò)與CHIP泛素連接酶的結(jié)合來(lái)提高其活性,而p90RSK的激活抑制了ERK5與CHIP結(jié)合和CHIP泛素連接酶的活性,進(jìn)一步加速了心肌梗死后糖尿病小鼠的細(xì)胞凋亡和左心室功能障礙。還有研究發(fā)現(xiàn),巨噬細(xì)胞的ERK5缺陷會(huì)加速動(dòng)脈粥樣硬化斑塊和壞死核心的形成,且巨噬細(xì)胞中多種抗動(dòng)脈粥樣硬化分子的表達(dá)會(huì)升高,如opsonins、eat-me和find-me信號(hào)分子(凋亡細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的調(diào)節(jié)胞吐作用的分子)。上述新發(fā)現(xiàn)將為減少動(dòng)脈粥樣硬化晚期斑塊及脆性斑塊的形成提供一種新的治療策略。

      3.5  非典型MAPK

            非典型MAPK信號(hào)通路包括ERK3/ERK4、ERK7以及NLK。與經(jīng)典的三層激酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)不同,這些非典型MAPK通路的激活通常只有一個(gè)磷酸化受體位點(diǎn),僅對(duì)上游MAPKKK雙亮氨酸拉鏈激酶進(jìn)行反饋磷酸化,且其C端尾部具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。非典型MAPK因其參與各種細(xì)胞活動(dòng)(如細(xì)胞增殖、遷移和代謝)而備受關(guān)注,但是目前人們對(duì)這類MAPK通路的生理作用知之甚少。因?yàn)槿狈Ψ堑湫蚆APK信號(hào)通路在血管鈣化方面的研究,所以本文在此補(bǔ)充介紹了一些非典型MAPK信號(hào)通路在心血管疾病方面的影響。

            ERK3又稱MAPK6,DENIZ等發(fā)現(xiàn),如果把ERK3敲低,則會(huì)損害心房和心室肌成纖維細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)。ERK7又被稱為ERK8和MAPK15,目前人們發(fā)現(xiàn)ERK7除了參與真核生物的纖毛發(fā)生外,對(duì)生長(zhǎng)、自噬和代謝的調(diào)節(jié)也有影響。NLK是一種在進(jìn)化中保守的激酶,磷酸化的NLK緊接在脯氨酸殘基前的絲氨酸或蘇氨酸殘基,可調(diào)節(jié)參與成骨細(xì)胞生成的信號(hào)通路。NLK蛋白編碼基因可顯著下調(diào)多種炎癥介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子,包括轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β和NF-κB。通過(guò)激活Wnt/β-catenin分子通路,NLK還能調(diào)控T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)、凋亡和炎癥。在缺氧或再灌注損傷的H9c2細(xì)胞中,NLK的mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平顯著下調(diào),而轉(zhuǎn)染了mimic-miR-375的H9c2細(xì)胞與之相反。microRNA-375作為一種心臟特異性miRNA,在急性心肌梗死患者和動(dòng)物急性心肌梗死模型中均顯著下調(diào),通過(guò)NLK通路上調(diào)microRNA-375的表達(dá),從而對(duì)因缺氧或再灌注誘導(dǎo)的H9c2細(xì)胞凋亡和心肌細(xì)胞損傷起到保護(hù)作用。microRNA-375在后續(xù)可能作為早期急性心肌梗死診斷的關(guān)鍵臨床生物標(biāo)志物??傊?,對(duì)非典型MAPK通路在血管鈣化方面的作用,有望后續(xù)進(jìn)一步拓展相關(guān)的實(shí)驗(yàn)及臨床研究。

      4  新發(fā)現(xiàn)的有關(guān)血管鈣化的通路

            孤兒核受體亞家族4A組成員3(nuclear receptor subfamily 4 group A member 3,NR4A3)作為apoA-Ⅳ介導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子,能直接結(jié)合兩個(gè)糖酵解基因果糖二磷酸醛羧酶(fructose-bisphosphate aldolase A,ALDOA)和6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphofructokinase type B,PFKL)的啟動(dòng)子區(qū)域,并驅(qū)動(dòng)其轉(zhuǎn)錄起始,從而增強(qiáng)糖酵解活性及乳酸生成。NR4A3通過(guò)上調(diào)phospho1介導(dǎo)組蛋白乳酸化。這是一種新的代謝組-表觀基因組信號(hào)級(jí)聯(lián)機(jī)制,為動(dòng)脈鈣化的研究提供了一種嶄新的思路。

            腫瘤壞死因子樣弱誘導(dǎo)凋亡因子(TNF-like weak inducer of apoptosis,TWEAK)是一種腫瘤壞死因子超家族細(xì)胞因子。最近的研究發(fā)現(xiàn),它能與其受體成纖維生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)分子14(fibroblast growth factor-inducible 14,F(xiàn)n14)相結(jié)合,通過(guò)經(jīng)典及非經(jīng)典NF-κB信號(hào)傳導(dǎo)的Fn14直接參與促進(jìn)平滑肌細(xì)胞的鈣化。關(guān)于血管鈣化的新通路還有望后續(xù)去發(fā)現(xiàn)與探討,以期找到更多更有效的治療手段。

      5  前景與展望

            盡管研究者們已經(jīng)對(duì)抑制或逆轉(zhuǎn)血管鈣化的進(jìn)展進(jìn)行了諸多研究,但血管鈣化的病理生理學(xué)的復(fù)雜性和多樣性在很大程度上阻礙了最佳藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)及藥物研發(fā)。MAPK信號(hào)通路作為經(jīng)典的信號(hào)通路,在血管鈣化中發(fā)揮著重要作用,尤其是ERK1/2、JNK和p38 MAPK這三種信號(hào)通路的激活。針對(duì)MAPK通路的干預(yù),未來(lái)可能為血管鈣化的治療提供新的思路和方法。深入探討MAPK信號(hào)通路在血管鈣化中的作用,將有助于人們更好地理解血管鈣化的病理機(jī)制,為心血管疾病的臨床防治提供新的策略和治療靶點(diǎn)。然而,目前許多治療靶點(diǎn)的研究與臨床試驗(yàn)尚缺乏大量的臨床經(jīng)驗(yàn)支持,有待后續(xù)進(jìn)一步探索。

      (參考文獻(xiàn)略)

          排版:李政萍

          統(tǒng)籌:顧   艷

          審核:徐云峰

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