秦秀虹，范松濤，張珍珍，盧建民，張晨曦

(1. 大連醫(yī)科大學 附屬第一醫(yī)院 眼科，遼寧 大連116011;2.上海交通大學 附屬上海市第一人民醫(yī)院 眼科，上海200080)

Tubedown-1 是最早在2000年由Gendron 等［1］發(fā)現(xiàn)的，是從胚胎內皮細胞叢(embryonic endothelial cells，IEM)分離出來的一種新的N-末端乙酰轉移酶(N-terminal acetyltransterases，NATs)，其分子量為69 kD，為包含594 個氨基酸的親水蛋白質。Tubedown-1 主要存在于發(fā)育的卵黃囊血島、心臟、肝臟血管的內皮細胞和造血細胞;成人的心房內膜、卵黃囊血管、骨髓的血管內皮細胞及骨髓腔的造血組織以及閉鎖卵泡血管床，在正常成人眼中主要分布于角膜緣血管、視網膜脈絡膜血管內皮中［1］。Tubedown-1 亦被稱為Narg1(NMDA receptor -regulated protein 1)或mNat1(menage a trois 1)，能夠抑制血管過度增生及滲漏而保護視網膜正常功能［2］。目前研究表明其對眼部脈管系統(tǒng)的發(fā)育及缺氧狀態(tài)下視網膜新生血管形成及發(fā)展分別有調控及抑制作用，現(xiàn)介紹tubedown -1 的特性及在脈管系統(tǒng)發(fā)育中的作用及與眼科疾病的關系及相關進展。

1 Tubedown-1 的基本結構及乙?；饔?/h2>

Tubedown - 1 是酵母菌NAT1(N - terminal acetyltransterase，NAT1)氨基末端乙酰轉移酶的同源異型體，Gendron 等［1］的研究揭示了大部分tubedown-1 序列與啤酒酵母NAT1 相一致(28%相同，4 7% 的陽性氨基酸置換率)。啤酒酵母包含3種NATs:NATA、NATB 和NATC。NATA 同時需要催化亞基Ard1p(arrest defective 1 protein)和調節(jié)亞基Nat1p(N α –terminal acetyltransferase subunit)才能發(fā)揮活性，具有乙?；z氨酸、丙氨酸、甘氨酸或蘇氨酸末端蛋白質的功能［3］。在真核生物，Nat1p同系物蛋白質涉及幾個關鍵生物學現(xiàn)象，如組織發(fā)育、細胞增殖、癌癥。NATB 包括催化亞基NAT3p［4］和調節(jié)亞基Mdm20p，也是NATB 活性所必須的，能乙?；鞍彼?谷氨酸或蛋氨酸-天冬氨酸末端蛋白質以及蛋氨酸-天門冬氨酸和蛋氨酸-蛋氨酸蛋白亞類，NATB 乙?；湍妇? 個基本的蛋白質，即肌動蛋白和肌凝蛋白。NATC 包括Mak3p、Mak10和Mak31p 3 個亞基，3 種亞基均是NATC 活性所必需，NATC 乙酰化含有蛋氨酸-異亮氨酸、蛋氨酸-亮氨酸、蛋氨酸-色氨酸或蛋氨酸-苯丙氨酸的蛋白質［5］。

氮末端乙?；钦婧松镒钇胀ǖ鞍仔揎椫?，出現(xiàn)在大約80% ～90%的不同種類的細胞溶質蛋白，50%的酵母蛋白，是一種不可逆的酶催化反應，即氮末端殘基，例如絲氨酸殘基、丙氨酸殘基、蛋氨酸殘基等接受乙酰CoA 乙?；Ｒ阴；揎椫泻土苏姾?，這些正電荷能影響蛋白質功能、穩(wěn)定性、與其他分子的相互作用或其他后來的修飾，如磷酸化［5-6］。這個反應是由一系列乙酰轉移酶催化的，在原核生物、古細菌、真核生物等所有領域中均發(fā)現(xiàn)這些乙酰轉移酶。研究表明，tubedown -1 與NAT1 同源性包括一個與乙酰CoA 同源的NAT1 區(qū)域，這個乙酰CoA 能結合組蛋白去乙?；D移酶(GCN5)家族乙酰轉移酶序列［1］，證明tubedown -1與NAT1 氨基末端乙酰轉移酶同源，并通過對其他蛋白質的乙酰化修飾而產生作用的。

2 Tubedown-1 的表達分布與胚胎發(fā)育

Tubedown-1 在組織發(fā)育過程中的內皮細胞和造血細胞中均受到調節(jié)，例如在卵黃囊血島、心臟、肝臟血管的內皮細胞和造血細胞;在成人，除了心房內膜、卵黃囊血管、骨髓的血管內皮細胞及骨髓腔的造血組織以及閉鎖卵泡血管床，tubedown-1 在大多數(shù)器官低表達或不表達。而Tubedown-1 在正常成人眼中主要分布于角膜緣血管、視網膜脈絡膜血管內皮中，在周細胞中無表達或僅有少量表達［1］。

Tubedown-1 表達水平的分布在胚胎發(fā)育過程中是不斷變化的。Tubedown-1 的表達在大多數(shù)血管發(fā)育的早期至中期達到高峰，并在成熟晚期水平下調，表明其可能參與胚胎發(fā)生過程中血管成熟階段的調節(jié)，有研究表明，tubedown -1 在早期卵黃囊脈管系統(tǒng)形成過程中表達最高，在卵黃脈管系統(tǒng)血管發(fā)生的發(fā)育晚期則下調［1］，證明了這個觀點。Gendron 等［1］在體外實驗中發(fā)現(xiàn)，tubedown -1 在未受刺激的IEM 細胞中呈高表達，當IEM 細胞受到堿性成纖維細胞生長因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)和白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor，LIF)刺激形成毛細血管管狀結構時，其表達水平下調。Tubedown-1 的分布與表達調節(jié)的研究提示這個新的乙酰轉移酶可能參與了血管調節(jié)、造血發(fā)生以及生理血管發(fā)生的過程。

同時有學者發(fā)現(xiàn)小鼠玻璃體血管表現(xiàn)為轉化生長因子-β2(transforming growth factor -β2 TGF -β2)的定向失活，并呈現(xiàn)出類似于人永久性胚胎血管的病理改變，即玻璃體無法塑型并有異常結構殘留。在研究正常發(fā)育的玻璃體脈管系統(tǒng)及TGF -β2 - / -小鼠眼的玻璃體血管的tubedown -1 表達過程中，發(fā)現(xiàn)TGF -β2 - / -小鼠眼玻璃體血管內皮細胞核表達增殖細胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen，PCNA)并顯示出活化的促分裂原活化蛋白激酶磷光體-P42/44MAPK(P42/44)表達增高，同時表達4 型膠原，TGF-β2 - / -小鼠玻璃體血管結構紊亂，提示血管結構破壞和血管基片分解。此外，TGF-β2 - / -小鼠玻璃體血管缺乏周細胞標記(CD13，α 平滑肌肌動蛋白)的表達，并顯示了其超微結構的改變與周細胞變性相一致。當維持內皮細胞標記血管假性血友病因子(von willebrand factor，vWF)的表達時，TGF -β2 - / -小鼠玻璃體血管積聚，而tubedown -1 表達的顯著下降［7］，說明tubedown-1 能抑制體外毛細血管樣結構形成，并且能在發(fā)育中的玻璃體血管退化之前延緩玻璃體血管的形成。因此，tubedown - 1 可能參與調節(jié)TGF -β2 - / -的正常玻璃體脈管系統(tǒng)的發(fā)育，并與玻璃體胚胎發(fā)育血管的生長調控相關。

3 Tubedown-1 在維持血管內環(huán)境穩(wěn)態(tài)中的作用

在研究tubedown-1 維持血管內環(huán)境穩(wěn)態(tài)的過程中，Paradis H 等［8］研究了tubedown -1 蛋白復合物的自然特性，確定并揭示了tubedown -1 與皮層肌動蛋白及細胞骨架蛋白F-actin 共同位于細胞漿及所培養(yǎng)的內皮細胞核內，皮層肌動蛋白被認為能與F-actin 相互作用，調節(jié)內皮細胞滲透性而維持內皮細胞內穩(wěn)態(tài)。將內皮細胞的tubedown -1 敲除后將導致Ard1 蛋白表達被抑制，顯著增加細胞滲透性。Gendron 等［9］研究了胡瓜魚眼組織對滲透壓的適應，胡瓜魚把自身的滲透壓變成與周圍海水幾乎相同來御寒。研究人員發(fā)現(xiàn)玻璃體液溫度在0.5 ℃以下的胡瓜魚其甘油及滲透壓較玻璃體溫度在8 ～10 ℃者顯著增加;與8 ～10 ℃物種相比，0.5 ℃以下的胡瓜魚小動靜脈網及脈絡膜血管內皮細胞連接區(qū)域tubedown -1 蛋白表達水平顯著增加，認為tubedown-1 蛋白的變化能夠調節(jié)眼內液體和血漿之間的蛋白通路。這些實驗均說明tubedown -1 在血管中的滲透活性對維持血管穩(wěn)態(tài)至關重要。

4 Tubedown-1 與眼新生血管

與眼新生血管有關的疾病能引起視力喪失和致盲。其中糖尿病視網膜病變(diabetic retinopathy，DR)是能引起眼部新生血管的疾病之一，并以視網膜微血管漸進性改變?yōu)樘卣?，最終進展為視網膜無灌注、滲透性增強以及視網膜血管的病理性增殖［10］。目前，高水平的血管源性因子被認為是導致血管增生的原因。一些血管源性生長因子，如血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、bFGF、胰島素樣生長因子-1(insulin -like growth factors-1，IGF-1)等，以及細胞粘附分子和細胞外基質成分均能導致PDR(proliferative diabetic retinopathy，PDR)病理性新生血管形成［11］，而tubedown-1 是近年新發(fā)現(xiàn)的能抑制眼底新生血管形成相關的細胞因子。

Tubedown-1 于成人大多數(shù)血管未見表達，但在眼內血管則持續(xù)表達;在內環(huán)境穩(wěn)態(tài)情況下，tubedown-1 于正常成人眼內血管呈高水平表達。Gendron 等［1］以體外生長的脈絡膜視網膜內皮毛細血管叢為模型，應用免疫印跡和免疫組化方法研究成人體內穩(wěn)態(tài)情況下正常人視網膜組織中tubedown-1 的表達，發(fā)現(xiàn)tubedown -1 高表達于正常人視網膜血管內皮。國外研究表明tubedown -1亦表達于獼猴脈絡膜視網膜來源的內皮細胞叢，并且，當這些內皮細胞叢生長為毛細血管樣結構時，則tubedown-1 表達下調［11］，這些證據(jù)表明tubedown-1的表達可能參與維持眼血管穩(wěn)態(tài)，因此推測tubedown-1 具有延緩正常視網膜毛細血管生長的作用。然而，在PDR 形成新生血管時，tubedown -1表達被抑制，其延緩正常視網膜毛細血管生長的作用被消除，最終導致糖尿病患者視網膜新生血管形成。Wall DS 等［12］應用條件性敲除血管內皮細胞tubedown-1 小鼠模型，研究小鼠視網膜血管內皮中tubedown-1 表達，發(fā)現(xiàn)tubedown -1 基因敲除小鼠所表現(xiàn)出的視網膜和脈絡膜新生血管形成、視網膜前膜、視網膜內纖維血管損傷與增殖型視網膜病變相似。Tubedown-1 基因敲除小鼠的視網膜形態(tài)學特征是視網膜前膜形成，包括視網膜新生血管，纖維血管增殖，視網膜晶狀體粘附等;tubedown -1 基因的敲除不僅導致視網膜結構、類型異常，還增加了視網膜異常血管及毛細血管的數(shù)量;其視網膜損傷嚴重程度及視網膜和脈絡膜組織厚度隨著tubedown -1 抑制時間的延長而增加［12］，這些結果說明tubedown-1 表達于正常視網膜內皮細胞，但是在PDR病人的視網膜內皮細胞，其表達被特異地抑制，提示tubedown-1 的持續(xù)表達對視網膜血管內環(huán)境穩(wěn)態(tài)和抑制成人視網膜新生血管形成至關重要，進一步說明tubedown-1 可能是一種新的血管生成抑制因子，能抑制病理情況下視網膜新生血管的生成，其表達缺失能促進新生血管的增殖。

另外，還有學者研究發(fā)現(xiàn)tubedown -1 在氧誘導的視網膜新生血管形成的小鼠模型和第3 期的人未成熟兒視網膜病變(retinopathy of prematurity，ROP)樣本中表達受到抑制;tubedown -1 在高氧誘導的小鼠視網膜病變的增殖性視網膜血管中表達明顯降低，并伴隨血管肌成纖維細胞標記抗平滑肌抗體(anti - smooth muscle antibodym，ASMA)及增殖的細胞標記PCNA 表達增加，這些結果說明此模型中視網膜血管內皮中tubedown -1 的表達抑制與增殖的細胞核抗原和平滑肌肌動蛋白表達增加相關聯(lián)，而ASMA 被認為參與了視網膜損傷形成，具有收縮力導致視網膜脫離，說明tubedown -1 可能通過抑制ASMA 抑制視網膜損傷。而tubedown -1 蛋白在人ROP 的3 期樣本的玻璃體新生血管無表達［13］，表明tubedown-1 的表達可能在ROP 病理過程被抑制，由此可見tubedown -1 在視網膜內皮細胞表達抑制可能是ROP 視網膜血管增殖的促進因素，進一步說明tubedown -1 是一種新生血管抑制因子，能抑制病理性新生血管的增殖，其缺失或表達下降均能引起血管增殖性疾病的發(fā)生。

Gendron 等［2］建立了內皮細胞tubedown -1 基因敲除小鼠模型，并與成年小鼠及人進行比較，發(fā)現(xiàn)眼內后極部內皮細胞tubedown -1 的表達隨年齡增加而逐漸減少，并與老年小鼠脈絡膜和視網膜組織的病理性改變相關。在人類，無眼底病變的老年人其tubedown-1 在視網膜和脈絡膜的表達較青年人輕度降低。然而，在老年性黃斑變性(age related macular degeneration，AMD)患者的脈絡膜血管中tubedown-1 表達顯著降低。在tubedown -1 敲除眼視網膜色素上皮(retinal pigment epithelial，RPE)細胞和Bruch’s 膜以及脈絡膜毛細血管的超微異常變化同樣發(fā)生于AMD 患者，說明隨著年齡的增長，視網膜和脈絡膜血管中tubedown -1 表達顯著降低可能參與了AMD 病理的發(fā)生與發(fā)展，而AMD 是一種黃斑區(qū)新生血管增生性病變，同樣證明了tubedown-1 可能是一種新生血管抑制因子，抑制病理性新生血管的增殖。

此外，有學者發(fā)現(xiàn)正常成人血管中tubedown -1的表達與視網膜色素上皮衍生因子(pigment epithelium derived factor，PEDF)的表達相平行［14］。PEDF是一種抗血管生成的絲氨酸蛋白酶抑制劑家族成員，由正常的視網膜色素上皮產生，在氧誘導的小鼠和大鼠的視網膜新生血管形成時可見PEDF 的表達水平降低，給予缺血誘導的視網膜病變小鼠PEDF能預防tubedown-1 基因敲除小鼠視網膜新生血管形成［15］。在人PDR 視網膜組織中是否存在PEDF的表達下降及在這個時期tubedown -1 是否能直接或間接地被PEDF 調節(jié)尚不清楚，還有待進一步研究。

因此，tubedown-1 是一種血管生長抑制因子，能抑制眼部疾病新生血管的形成。

5 Tubedown-1 導致血管增殖的機制

Tubedown-1 缺失能導致視網膜血管增殖的機制包括:(1)影響涉及通過乙酰化作用調節(jié)血管生成的蛋白質穩(wěn)定性和活性。乙酰轉移酶Ard1 能結合NAT1 同系物tubedown-1，并在哺乳動物缺氧誘導因子-1α(hypoxia inducible factor -1α，HIF -1α)的定向降解中起作用［16］。HIF-1α 在低氧情況下調節(jié)VEGF 表達，并能通過對VEGF 誘導促進血管增殖［17］。一個或多個乙酰轉移酶復合物結合配體受到抑制或缺失可能分解和改變復合物活性。乙酰轉移酶復合物的分解涉及Ard1 或tubedown -1能促進HIF-1α 的穩(wěn)定及細胞因子產物，能促進視網膜新生血管形成。(2)視網膜血管乙酰肝素糖蛋白(heparansulfateproteogly cans，HSPG)表達的下調。Tubedown-1 是視網膜血管基底膜HSPG 表達的上游調節(jié)因子，因為tubedown -1 表達的抑制導致來源于視網膜血管基底膜HSPG 的丟失。盡人皆知，血管基底膜的增厚和改變與增殖性視網膜病變有關。基底膜(basement membrane，ECM)組成在內皮細胞和其下的結締組織之間提供了一個組織特異的屏障，并參與控制血管發(fā)生?；啄こ煞值淖兓艽龠M血管基底膜的破壞和分解，最終導致內皮細胞增殖?；啄SPG 的丟失伴隨糖尿病視網膜病變血管的瓦解。并且，糖尿病大鼠視網膜顯示了HSPG 基底膜蛋白多糖的合成和表達降低［18］。通過了解tubedown-1 作用的相關機制及途徑，就有望建立治療視網膜新生血管疾病的新方法。

6 結 語

綜上所述，tubedown-1 在眼脈管系統(tǒng)的發(fā)育的調控、維持視網膜血管的穩(wěn)態(tài)及對視網膜新生血管的抑制有重要作用，是一種新生血管抑制因子。新生血管的形成是受多種因素共同調控的，tubedown-1是其中之一，雖然僅針對一種因子進行治療，不能完全控制新生血管疾病的病變，但可以延緩病變的發(fā)展和惡化，tubedown-1 蛋白的表達和或活性的恢復能為治療增殖性視網膜病變提供一個新的方法。目前對tubedown-1 的性質及作用的了解還所知甚少，其在眼新生血管化及發(fā)育的調控的具體作用機制、以及其與其他生長因子如PEDF、VEGF 等的關系還有待于進一步深入研究。

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