膜联蛋白A1抗心肌缺血再灌注损伤的研究进展

樊涟漪，张 琳，邓胜利

( 1.遵义医科大学 研究生院，贵州 遵义 563099；2.遵义医科大学 麻醉医学院，贵州 遵义 563099；3.遵义医科大学附属医院 麻醉科，贵州 遵义 563099)

缺血性心脏病目前是世界范围内主要的致死性疾病，冠脉再通或血管成形术的治疗虽可改善心肌的缺血，但心肌恢复血流后氧自由基的爆发、能量代谢障碍、电生理功能等的变化可导致心律失常甚至猝死等心脏不良事件发生[1]，即发生心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia-reperfusion injury，MIRI)。到目前为止，学者们一直在探索防治MIRI的技术或药物，也取得了一定进展并应用于临床。而膜联蛋白A1在炎症、肿瘤等方面的调控作用以及对缺血心肌的相关研究逐渐进入大众视野。现就膜联蛋白A1在抗MIRI作用的研究进展进行综述，以期为抗MIRI开拓新思路。

1 膜联蛋白A1的结构与一般功能

膜联蛋白A1又名脂皮质素1、调脂蛋白或磷脂酶A2抑制蛋白，它在呼吸道、肾脏、脑、血管和心脏组织以及循环炎症细胞(如中性粒细胞和单核细胞)中均有表达[2]。膜联蛋白A1作为膜联蛋白家族中的一员，由70个氨基酸构成，相对分子量为38 kD。近来研究发现它有与其家族蛋白类似的C端结构及N端结构[3]，其C-末端保守的中心结构域由四个同源结构域构成，四个同源结构域又相互靠近为中央疏水孔，而每个结构域均由5个α螺旋相互包围呈凹凸状桶状结构。在钙离子与其凸面结合后，嵌入在凹面的N端则被暴露出来，通过与不同的配体结合产生不同的生物学功能[4]。膜联蛋白A1的功能涉及细胞生命活动的各个方面，其不仅简单地作为钙依赖磷脂结合蛋白发挥作用，而且在炎症调控[5]、细胞增殖与分化[6]、细胞内外信号转导[7]、凋亡[8]等领域均发挥广泛的生物学作用，还可作为冠脉狭窄程度、急性心肌梗死病情评估及预后判断的一个有效指标。

2 膜联蛋白A1在心肌缺血再灌注损伤中的作用

最早D'Amico等在对缺血心肌的研究中发现，将冠状动脉左前降支闭塞25 min，于再灌注开始时静脉注射人重组膜联蛋白A1(后处理)，发现再灌注2h后心肌梗死面积减少并呈剂量相关性[9]。另有学者发现在心肌缺血前(预处理)给予膜联蛋白A1进行干预，也可通过激活膜联蛋白A1衍生肽CR-AnxA12-48明显减少再灌注后心肌组织损伤面积，产生心肌保护作用[10]，说明联蛋白A1预处理或后处理均可产生心肌保护作用。目前认为膜联蛋白A1抗MIRI机制可能与以下因素有关。

2.1 膜联蛋白A1与炎症调节 既往已经证实MIRI主要与细胞内氧自由基的大量产生、钙离子超负荷、炎症作用及高能磷酸化合物缺乏等有关。而炎症损伤作为引发MIRI的重要环节之一，其发生发展与心肌损伤程度密切相关。膜联蛋白A1作为一种糖皮质激素调节蛋白，其抗炎功能已被大众所熟知[11]。而膜联蛋白A1参与调节缺血心肌炎性损伤涉及机体的炎性细胞、血小板等方面。

2.1.1 膜联蛋白A1与炎性细胞 在MIRI早期中性粒细胞是导致MIRI的重要细胞成分之一。心肌在MIRI期间被中性粒细胞浸润后，可因其引起的氧化应激直接导致心肌损伤。而抑制中性粒细胞的聚集及浸润可以反转这种损害[12,13]。有研究发现，膜联蛋白A1可通过与甲酰肽受体(Formyl Peptide Receptor2，FPR2)结合，导致中性粒细胞滚动和内皮细胞粘附减少，粘附细胞脱落增加，从而抑制中性粒细胞的募集及迁移[14]；同时还可释放出如IL-10等抗炎性细胞因子发挥抗炎效应[15]。La M等在大鼠心肌缺血再灌注模型中，应用膜联蛋白A1的模拟肽Ac-ANX-A12-26处理，发现中性粒细胞募集的标志物如髓过氧化物酶的表达以及炎性因子(如TNF-α和IL-1β等)也明显受到抑制[16]。另有研究发现，膜联蛋白A1及其羧基末端区域可直接降低磷脂酶A2的活性，使中性粒细胞膜表面整合素及脂多糖的表达下调,进而抑制中性粒细胞中炎症细胞因子的表达，减轻炎症反应[17]。

随着缺血再灌注时间的延长，持续存在的巨噬细胞也参与到炎性反应中。巨噬细胞会大量浸润心肌组织并释放趋化因子，进而识别心肌细胞所释放的损伤相关分子模式(damage associated molecular pattern，DAMPs)信号，导致炎症反应被进一步加重。而有研究发现在基因敲除膜联蛋白A1的小鼠模型中，其心肌缺血再灌注48h后巨噬细胞含量显着升高，炎症反应及心肌损害程度则明显加重[18]，说明膜联蛋白A1与巨噬细胞及心肌的炎性损害存在关联，但目前尚未见膜联蛋白A1过表达对巨噬细胞及心肌损害影响的相关研究。

有研究证明，心肌缺血再灌注损伤模型的小鼠循环中造血干/祖细胞(hematopoietic stem/progenitor cell，HSPC)显着增加，增加的HSPC可很快成熟为中性粒细胞，促进白细胞募集，参与炎症反应；并可使单核细胞更易向心肌梗死区域浸润，进一步加重心肌损伤。而膜联蛋白A1可调节HSPC的动员和分化，限制中性粒细胞/单核细胞的产生，缓解因炎性反应导致的心肌损害[18]，说明膜联蛋白A1可从炎性细胞成熟的源头进行干预以减轻炎性反应。

2.1.2 膜联蛋白A1与血小板 血小板的聚集与心血管风险增加的相关性目前已经形成共识。血小板不仅参与冠脉血栓的形成，在MIRI中也被证明扮演着十分重要的角色。有证据表明，血小板在再灌注初期即被募集到梗死区，并通过表面黏附分子表达的改变及炎性介质的释放参与缺血心肌损害。血小板抑制剂如氯吡格雷则能减少血小板活化与聚集造成的炎性浸润，降低基质金属蛋白酶含量和纤溶酶原激活，以抑制炎性介质的表达，缓解复流后所造成的炎症损伤[19]。而现研究证明，膜联蛋白A1可通过有效地抑制MIRI期间血小板产生，避免血小板的活化及聚集，以减轻炎症损害产生心肌保护作用[18]。

2.1.3 膜联蛋白A1与NF-κB NF-κB是一种重要的核转录因子，可受刺激因子的活化而产生IL-1β、IL-6和TNF-α等多种细胞因子参与炎症反应，其活性受NF-κB抑制剂如IκB的控制。在缺血心肌中NF-κB也是MIRI中的关键调节因子，抑制其激活可控制炎症的进展进而减轻心肌损害[20]。膜联蛋白A1三肽(ANXA1SP)作为膜联蛋白A1的活性中心，Zhang 等在大鼠MIRI模型中研究发现，ANXA1SP能通过降低NF-κB p65的磷酸化水平和核转位来抑制NF-kB活性，从而减少下游促炎因子(如TNF-α、IL-6和美洛培酮氧化酶)的表达以减轻心肌炎症，且呈时间与剂量依赖相关性[21]。

2.2 膜联蛋白A1与细胞凋亡 目前关于膜联蛋白A1与细胞凋亡之间关系的研究多集中在肿瘤方面，在不同部位肿瘤其对细胞凋亡的效应研究结果呈现迥异。然在其它如肺的纤维化等方面研究发现，过表达膜联蛋白A1，可出现抗凋亡蛋白Bcl-2的表达水平明显增高，而促凋亡蛋白Bax及caspase-3的表达下降，显示抑制细胞凋亡效应[22-23]，这可能与膜联蛋白A1的组织特异性有关。在心肌组织中，膜联蛋白A1仅发现其抑制心肌细胞凋亡作用。其证据来源：在大鼠体外心肌缺血再灌注模型中，注射ANXA1sp可通过上调III类组蛋白脱乙酰酶Sirtuin 3，调节线粒体氧化磷酸化和心肌代谢，避免心肌细胞的凋亡及坏死[24]或外源性给予Ac-ANX-A12-26后可通过LXA4/PI3K/AKT信号转导途径，抑制Sepsis诱导的心肌细胞凋亡，减轻心肌病理损伤[25]。

2.3 膜联蛋白A1与心肌纤维化 众所周知，在心肌缺血再灌注后因TNF-α、IL-1等炎性因子的释放，可使影响心肌细胞外基质稳态的关键细胞群—心肌成纤维细胞，转变为激活的肌成纤维细胞状态，分泌过多的胶原纤维，导致缺血再灌注区心肌间质发生变化，甚至进展为心肌纤维化与心室重构和心力衰竭[26]。

现有文献报道[18,27]，心肌成纤维细胞和心肌细胞均有膜联蛋白A1受体表达，并且低氧可直接调节膜联蛋白A1的表达，继而调控心肌纤维化。在膜联蛋白A1基因敲除动物模型中，同样表现为缺血后心肌纤维化的加重，且加速缺血心肌不良重构的发生[15]。而再灌注前给予小鼠静脉注射外源性Ac-ANX-A12-26则可减少再灌注24 h后的心肌坏死，减轻再灌注48 h后包括心脏在内的全身炎症，以及再灌注7 d后的心肌纤维化[28]。

2.4 膜联蛋白A1与心肌舒缩功能 衡量某种研究对象的心肌保护效应最终需体现在它对心脏功能的改善[29]。而Annexin A1于体外不依赖于任何炎性细胞，直接保持心肌细胞反应性与心肌细胞活力，可作为心肌缺血后功能恢复的内源性调节因子[29]。研究发现在大鼠MIR模型中，于再灌注开始时使用外源性Ac- ANX-A12-26，5min后心脏左室发展压可明显改善，10min后左室发展压完全恢复；并发现在体外给予Ac-ANX-A12-26还可以增加细胞存活激酶Akt的激活及减少心肌坏死，直接保留心肌收缩反应性和心肌细胞活力[30]；或与直接激活FPR1，改善肌浆网对细胞内Ca2+的再摄取有关[29]。因此，使用Annexin A1或其衍生物可通过上述作用直接促进左室射血分数的恢复，预防或治疗心脏收缩功能的降低。

3 展望

目前关于膜联蛋白A1的研究发现它在多种疾病中均发挥有益作用。尤其近年来在心血管疾病中的研究，已被证明可通过减轻炎性反应、抑制细胞凋亡、缓解再灌注后心肌纤维化等途径来防止心肌梗死及减轻缺血再灌注损伤。然其具体保护机制研究尚不完全，有待于研究者后期继续把其作为靶点进行研究与阐明。但同时我们不能否认它可作为今后治疗心肌缺血再灌注损伤的潜力与希望。