陳林發(fā)，李友，胡偉東，王夢(mèng)旭，陳杏蘭，陳少鳳，趙斌

(廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院，廣東湛江 524000)

動(dòng)脈粥樣硬化是一種慢性炎癥性疾病，主要累及全身大中動(dòng)脈，是冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病及動(dòng)脈粥樣硬化型腦梗死的主要病理基礎(chǔ)。隨著我國(guó)人民生活水平的提高，動(dòng)脈粥樣硬化性疾病已成為中老年人死亡的主要原因之一，因此積極從病因及發(fā)病機(jī)制上尋找新的突破，對(duì)于研究可行的干預(yù)措施，提升動(dòng)脈粥樣硬化性疾病的整體防治水平具有重要意義。然而，目前對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化病因?qū)W方面的認(rèn)識(shí)仍顯不足，在基因分子水平上的研究仍將是未來(lái)科研探索的熱點(diǎn)。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，ADAMTS7能分解細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)平滑肌細(xì)胞的遷移，增加炎癥反應(yīng)，減少內(nèi)膜修復(fù)，促進(jìn)內(nèi)膜增生重塑，加速不穩(wěn)定斑塊的形成，在動(dòng)脈粥樣硬化性疾病的發(fā)生發(fā)展中起重要作用?，F(xiàn)就ADAMTS7與動(dòng)脈粥樣硬化關(guān)系的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 ADAMTS7

ADAMTS7是含Ⅰ型血小板結(jié)合蛋白基序去整合素金屬蛋白酶7，定位于人15號(hào)染色體上，含1 686個(gè)氨基酸，相對(duì)分子質(zhì)量約為181 kD。ADAMTS7蛋白結(jié)構(gòu)從N端至C端依次為信號(hào)肽序列、前體區(qū)、金屬蛋白酶結(jié)構(gòu)域、類去整合素結(jié)構(gòu)域、8個(gè)TSP-1序列、半胱氨酸富含區(qū)、間隔區(qū)1和間隔區(qū)2[1,2]。

ADAMTS7前體區(qū)存在保守的原酶切割位點(diǎn)，前體區(qū)對(duì)于鋅離子依賴的金屬蛋白酶的正確折疊是必要的，而且與保持蛋白水解酶活性的基因沉默有關(guān)。前體區(qū)的加工修飾是有序進(jìn)行的，開(kāi)始于高爾基體，結(jié)束于細(xì)胞膜表面[3]。如前體區(qū)存在弗林蛋白酶切割位點(diǎn)，ADAMTS7在分泌過(guò)程中最先以無(wú)活性酶原形式存在，可經(jīng)過(guò)多次有序的弗林蛋白酶依賴的剪切，最終釋放出有活性的功能蛋白酶。其他蛋白酶的剪切，如PACE4、PC6B和PC7在ADAMTS7的加工修飾過(guò)程是低效率的，說(shuō)明弗林剪切才是ADAMTS7前體區(qū)最重要的加工方式[4]。此外，在弗林蛋白酶基因敲除的小鼠中，蛋白酶前體區(qū)的切除被完全阻斷或者嚴(yán)重抑制，進(jìn)一步說(shuō)明了ADAMTS7前體區(qū)弗林剪切位點(diǎn)的重要性[5]。ADAMTS7的金屬蛋白酶催化結(jié)構(gòu)域序列含有保守的Zn2+依賴的HEXXHXXGXXHD(X代表任意氨基酸殘基)結(jié)合位點(diǎn)，該結(jié)構(gòu)域與該蛋白酶水解活性相關(guān)，如α2-MG的水解必須依賴ADAMTS7的金屬蛋白酶催化結(jié)構(gòu)域[6]。類去整合素類結(jié)構(gòu)域可能為底物提供結(jié)合的表面，與調(diào)節(jié)ADAMTS7金屬蛋白酶的活性有關(guān)[7]。ADAMTS7的羧基端有8個(gè)TSP-1序列，其中一個(gè)緊跟在類去整合素類結(jié)構(gòu)域后，另外7個(gè)TSP-1序列分別聚集成為3個(gè)和4個(gè)類TSP-1重復(fù)序列，并由半胱氨酸富含區(qū)及2個(gè)間隔區(qū)分隔開(kāi)來(lái)。ADAMTS7 C-末端聚集的4個(gè)類TSP-1重復(fù)序列能與COMP底物的EGF結(jié)構(gòu)域充分結(jié)合和相互作用。間隔區(qū)存在黏蛋白結(jié)構(gòu)域，和其他ADMATS家族成員不同的是，ADAMTS7間隔區(qū)不能和其底物相互作用，但能使ADAMTS7錨定在細(xì)胞外基質(zhì)中，具有底物特異識(shí)別的功能[3,6]。

2 ADAMTS7表達(dá)與動(dòng)脈粥樣硬化

動(dòng)脈粥樣硬化是由于多種致病因素對(duì)血管內(nèi)皮的損傷，而血管內(nèi)皮的內(nèi)膜增生重塑是動(dòng)脈粥樣硬化和再狹窄的重要病理標(biāo)志，主要由增生并遷移至內(nèi)膜的平滑肌細(xì)胞、炎性細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)等組成。Bauer等[5]通過(guò)給ADAMTS7基因敲除的小鼠進(jìn)行高膽固醇飲食飼養(yǎng)后，與野生型小鼠相比發(fā)現(xiàn)，ADAMTS7基因缺失的小鼠新生內(nèi)膜顯著變薄，動(dòng)脈粥樣硬化顯著降低。動(dòng)脈受機(jī)械力損傷后，ADAMTS7最先在內(nèi)膜部位表達(dá)和積累，誘導(dǎo)血管平滑肌細(xì)胞從動(dòng)脈血管中膜遷移到內(nèi)膜,并在內(nèi)膜部位增生，并產(chǎn)生胞外蛋白,所產(chǎn)生的胞外蛋白是動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的主要成分，這說(shuō)明在動(dòng)脈粥樣硬化病理過(guò)程中ADAMTS7參與血管平滑肌細(xì)胞的增殖和遷移過(guò)程[8]。軟骨寡聚基質(zhì)蛋白(COMP)又稱為血小板反應(yīng)蛋白-5(TSP-5)，是由5個(gè)多功能域糖蛋白亞基組成的524 kD大小的五聚體，為正常人血管細(xì)胞外基質(zhì)的重要組成成分，高表達(dá)在血管平滑肌細(xì)胞中。COMP與平滑肌細(xì)胞的黏附和趨附性相關(guān)，其通過(guò)和整合素蛋白α7β1相互作用，保持血管平滑肌細(xì)胞的完整性和收縮性[9]。有研究者[9,10]通過(guò)蛋白質(zhì)體外結(jié)合實(shí)驗(yàn)證實(shí)，ADAMTS7 C-末端的TSP重復(fù)序列與COMP N-末端的表皮生長(zhǎng)因子(EGF)樣結(jié)構(gòu)域相互作用，使COMP降解，進(jìn)而促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞的增殖、遷移。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，由si-RNA介導(dǎo)的ADAMTS7拮抗能夠阻斷這種體內(nèi)降解作用，明顯地減少100 kD大小的COMP降解片段的產(chǎn)生，進(jìn)而降低了血管平滑肌的遷移和動(dòng)脈斑塊的形成[11]。還有研究[12]表明，COMP通過(guò)與BMP-2相互作用，阻止了血管平滑肌的鈣化，而ADAMTS7通過(guò)降解COMP，促進(jìn)了平滑肌細(xì)胞的鈣化。此外，還發(fā)現(xiàn)了ADAMTS7兩個(gè)潛在底物——PGRN、α2-MG。PGRN及α2-MG通過(guò)COMP能與ADAMTS7結(jié)合形成復(fù)合物，降低了ADAMTS7對(duì)COMP的水解活性，從而減少動(dòng)脈粥樣硬化的形成[3,13]。最近的研究還表明，ADAMTS7可阻止內(nèi)皮修復(fù)，從而導(dǎo)致新生內(nèi)膜的形成和動(dòng)脈粥樣硬化。血管內(nèi)皮細(xì)胞在調(diào)節(jié)血管穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要的作用，但隨著年齡的增長(zhǎng)，內(nèi)皮細(xì)胞持續(xù)暴露在多種損傷因素中，因此也容易損傷，迅速的內(nèi)皮修復(fù)和再內(nèi)皮化能減少斑塊的形成。Kessler等[14]通過(guò)建立ADAMTS7基因敲除小鼠的頸動(dòng)脈線性損傷及伊文思藍(lán)染色模型發(fā)現(xiàn)，ADAMTS7基因缺陷的小鼠在損傷3、5、7 d后明顯促進(jìn)了再內(nèi)皮化，在損傷后的14、28 d，明顯改善了新生內(nèi)膜的形成，減少了內(nèi)膜的重塑。Zhang等[15]的研究也表明ADAMTS7在體內(nèi)外均能促進(jìn)平滑肌細(xì)胞的遷移和增生。Wang等[16]通過(guò)構(gòu)建小鼠頸動(dòng)脈損傷模型發(fā)現(xiàn)，ADAMTS7通過(guò)降解COMP促進(jìn)平滑肌細(xì)胞的遷移增生及血管內(nèi)膜重塑，從而促進(jìn)了動(dòng)脈粥樣硬化的形成。Bengtsson等[17]進(jìn)一步的研究表明，相比于穩(wěn)定性斑塊的患者，ADAMTS7在頸動(dòng)脈不穩(wěn)定斑塊患者中的表達(dá)水平顯著升高。目前認(rèn)為斑塊的生物學(xué)特征是決定其穩(wěn)定性的主要因素，外力對(duì)斑塊的作用主要由纖維帽承受，纖維帽變薄是不穩(wěn)定動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的主要特征之一。纖維帽的完整性及對(duì)斑塊破裂的抵抗力主要靠細(xì)胞外基質(zhì)來(lái)維持，膠原纖維是最主要的細(xì)胞外基質(zhì)，炎性細(xì)胞在纖維帽斑塊壞死核心的浸潤(rùn)可以進(jìn)一步引發(fā)斑塊破裂、血栓形成和管腔閉塞。

最近研究還表明，動(dòng)脈粥樣硬化各個(gè)階段都存在促炎和抗炎因子的調(diào)節(jié)。其中促炎因子TNF-α、IL-1β、miR-29a/b、PDGF-BB和H2O2促進(jìn)ADAMTS7高表達(dá)，從而誘導(dǎo)COMP蛋白降解，進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的形成[3,10,18]。Du等[19]通過(guò)生物信息技術(shù)和聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)分析發(fā)現(xiàn)，ADAMTS7的3′端非編碼區(qū)包含miR-29a/b潛在靶點(diǎn)，miR-29a/b抑制了ADAMTS7 mRNA和蛋白在平滑肌細(xì)胞中的作用；而miR-29a/b抑制劑卻增強(qiáng)了ADAMTS7的表達(dá)，減少了COMP的降解及平滑肌細(xì)胞的遷移。此外，NF-κB能下調(diào)miR-29a/b表達(dá)，增加ADAMTS7 mRNA的表達(dá)。由此說(shuō)明，我們可以通過(guò)miR-29a/b抑制劑下調(diào)ADAMTS7表達(dá)，減少平滑肌的遷移增生。相反，抗炎因子則降低ADAMTS7的表達(dá)。Wang等[20]通過(guò)染色質(zhì)免疫沉淀反應(yīng)化驗(yàn)分析證實(shí)，ADAMTS7基因啟動(dòng)子區(qū)存在炎性轉(zhuǎn)錄因子NF-κB和AP-1的結(jié)合位點(diǎn)，NF-κB和AP-1對(duì)平滑肌細(xì)胞的遷移至關(guān)重要，能降低ADAMTS7的表達(dá)。Lai等[21]還發(fā)現(xiàn)，TNF-α能夠通過(guò)NF-κB信號(hào)激活A(yù)DAMTS7表達(dá)，同時(shí)ADAMTS7又可以上調(diào)TNF-α水平，二者能構(gòu)成正反饋調(diào)節(jié)通路。

3 ADAMTS7基因多態(tài)性與動(dòng)脈粥樣硬化

最近的一些全基因組關(guān)聯(lián)研究結(jié)果表明，ADAMTS7基因染色體上的15q24.2位點(diǎn)與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展相關(guān)聯(lián)。ADAMTS7(rs3825807)是全基因組關(guān)聯(lián)研究最多的一個(gè)多態(tài)位點(diǎn)，該位點(diǎn)與其他動(dòng)脈粥樣硬化性疾病相關(guān)的SNP(如rs4380028、rs1994016)存在連鎖不平衡(數(shù)據(jù)來(lái)自HapMap和1000個(gè)基因工程)[8]。在2011年的歐洲人群全基因組關(guān)聯(lián)研究中，Reilly等[22]首次發(fā)現(xiàn)ADAMTS7(rs3825807)與動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)聯(lián)。隨后的兩項(xiàng)全基因組關(guān)聯(lián)研究[23,24]也報(bào)道了ADAMTS7基因及其鄰近區(qū)域的基因多態(tài)與冠心病的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)。2013年的歐洲人群全基因組關(guān)聯(lián)研究再次指出了ADAMTS7(rs3825807)與冠狀動(dòng)脈鈣化具有密切關(guān)系，增加了動(dòng)脈粥樣硬化及急性心肌梗死的風(fēng)險(xiǎn)[25]。然而，2016年的多種族研究[26]發(fā)現(xiàn)，ADAMTS7(rs3825807)與歐洲人群的亞臨床動(dòng)脈粥樣硬化(通過(guò)測(cè)量冠狀動(dòng)脈鈣化及頸動(dòng)脈中膜厚度)具有相關(guān)性，而與亞洲中國(guó)、非裔美國(guó)人等人群無(wú)相關(guān)性。2016年，You等[27]在中國(guó)人群中再次發(fā)現(xiàn)了ADAMTS7(rs3825807)在冠狀動(dòng)脈疾病發(fā)生中具有重要作用，并首次指出ADAMTS7(rs3825807)與冠狀動(dòng)脈疾病中動(dòng)脈粥樣硬化嚴(yán)重程度相關(guān)。在2016年關(guān)于ADAMTS7(rs3825807)基因多態(tài)性與冠狀動(dòng)脈疾病生存率的研究中表明：攜帶G等位基因的患者比攜帶A等位基因的患者生存時(shí)間更長(zhǎng)。ADAMTS7(rs3825807)作為一個(gè)重要的功能性多態(tài)位點(diǎn)，位于ADAMTS7前體區(qū)，由絲氨酸突變成脯氨酸，減少了ADAMTS7前體區(qū)的加工。生化分析的研究發(fā)現(xiàn)，該突變削弱了弗林剪切的ADAMTS7前體的蛋白酶活性。因此攜帶脯氨酸突變的人群比攜帶絲氨酸多態(tài)位點(diǎn)的人群，ADAMTS蛋白酶的活性更低[28]。功能性研究表明，rs3825807多態(tài)性存在于ADAMTS7編碼區(qū)，影響ADAMTS7的成熟和平滑肌細(xì)胞的遷移[8,29]。近期也發(fā)現(xiàn)，ADMATS7的其他多態(tài)位點(diǎn)與動(dòng)脈粥樣硬化密切相關(guān)，ADAMTS7(rs1994016)在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)中增加了19%，但ADAMTS7與急性心肌梗死卻無(wú)相關(guān)關(guān)系，表明ASAMTS7可能參與動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的早期過(guò)程，而未參與血栓形成導(dǎo)致的心肌梗死[3]。Bayoglu等[30]研究表明，在外周動(dòng)脈疾病中，患者ADAMTS7 mRNA的表達(dá)明顯高于健康對(duì)照組，其中rs1994016的CC基因型與rs3825807的TT基因型的mRNA表達(dá)增加明顯。

綜上所述，ADAMTS7在不同階段通過(guò)不同機(jī)制參與了動(dòng)脈粥樣硬化性疾病的慢性炎癥性病理過(guò)程，是研究動(dòng)脈粥樣硬化性疾病易感性的重要侯選基因。目前，如何對(duì)其表達(dá)進(jìn)行調(diào)控也將成為下一個(gè)防治動(dòng)脈粥樣硬化性疾病研究的熱點(diǎn)，而且ADAMTS7與動(dòng)脈粥樣硬化性疾病易感性關(guān)聯(lián)機(jī)制及針對(duì)其靶點(diǎn)的藥物仍有待進(jìn)一步研究。ADAMTS7有望為動(dòng)脈粥樣硬化性疾病易感人群的預(yù)防、診斷、個(gè)體化治療提供重要的分子依據(jù)和治療靶標(biāo)。

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