曾佩蕓，張 琦，錢(qián)子冰，張志秀，劉 靜

（1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)，2.甘肅省人民醫(yī)院內(nèi)分泌科，甘肅 蘭州730030）

Rho 蛋白是一種小分子鳥(niǎo)嘌呤核苷酸結(jié)合蛋白，又稱小G 蛋白，是Ras 蛋白超家族的成員，在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中充當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器或分子開(kāi)關(guān)，作用于細(xì)胞骨架及其靶蛋白，發(fā)揮多種生物學(xué)效應(yīng)［1］。在Rho 家族成員中，Rho 成員A（RhoA）不僅在調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架、維持細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞遷移、平滑肌細(xì)胞收縮等細(xì)胞活動(dòng)中發(fā)揮重要作用，而且在平滑肌細(xì)胞增殖、細(xì)胞黏附、血小板聚集、接觸抑制、生長(zhǎng)和凋亡等多種生物學(xué)活動(dòng)中也起著關(guān)鍵作用［2，3］。

Rho 相關(guān)蛋白激酶（ROCK）是RhoA 的下游效應(yīng)蛋白，其包括兩個(gè)同工型：ROCK1 和ROCK2，分別 位 于 第18 號(hào) 和 第2 號(hào) 染 色 體 上［4］。ROCK1 和ROCK2 結(jié) 構(gòu) 保 守，氨 基 酸 同 源 性 為64%［5，6］。ROCK1 主要表達(dá)于肺、肝、腎、血液、睪丸和免疫系統(tǒng)等非神經(jīng)組織中，而ROCK2 主要在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中表達(dá)，包括海馬錐體神經(jīng)元，大腦皮層和小腦浦肯野細(xì)胞［4，7，8］。ROCK 蛋白在結(jié)構(gòu)上由催化激酶結(jié)構(gòu)域（N-末端）、α 螺旋卷曲結(jié)構(gòu)域（含Rho 結(jié)合域）和羧基末端富含半胱氨酸結(jié)構(gòu)域（C-末端）組成，C-末端含有普列克底物蛋白同源域（PH）［9，10］。當(dāng)Rho 結(jié)構(gòu)域（RBD）與負(fù)載GTP 的RhoA 相互作用時(shí)，C-末端與N-末端結(jié)構(gòu)域的結(jié)合被破壞，導(dǎo)致ROCK 被 激 活［11］。RhoA/ROCK 途 徑 的 激 活 參 與了多種關(guān)鍵的生物學(xué)過(guò)程，從發(fā)育的最早階段一直到在成人體內(nèi)穩(wěn)態(tài)中均扮演著重要角色［12］。其重要功能包括調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架的重組和遷移、黏附、運(yùn)動(dòng)、分化、成熟、細(xì)胞外基質(zhì)的凋亡和重塑、生存和基因表達(dá)，以及減少軟骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞的分化［2，3，13，14］。

近年來(lái)大量的研究表明，糖尿病相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展與RhoA/ROCK 途徑的激活或表達(dá)上調(diào)密切相關(guān)，本文就RhoA/ROCK 途徑與這一系列疾病進(jìn)行綜述，以期為糖尿病相關(guān)疾病的診治提供新的思路。

1 RhoA／ROCK通路在糖尿病性心肌病中的作用

心血管疾病是糖尿病患者最常見(jiàn)的發(fā)病和死亡原因之一［15］。獨(dú)立于大血管和微血管疾病，糖尿病本身已被證明會(huì)導(dǎo)致心臟明顯的結(jié)構(gòu)和功能異常，這 被 稱 為 糖 尿 病 性 心 肌 病（DCM）［16］。早 期DCM 的特點(diǎn)是舒張功能不全，后逐漸進(jìn)展為收縮功能障礙，最終發(fā)展為左心室擴(kuò)張和心力衰竭［16］。有研究表明，RhoA/ROCK 通路與糖尿病性心肌病有關(guān)。Lin 等［17］發(fā)現(xiàn)RhoA/ROCK 通路在慢性鏈脲佐菌素（STZ）誘導(dǎo)的糖尿病大鼠的心臟中被激活，而在體外和體內(nèi)急性抑制此通路可以改善糖尿病大鼠心臟收縮功能。這表明RhoA/ROCK 通路在糖尿病心臟收縮功能受損中起中心作用。Zhou等［18］發(fā)現(xiàn)應(yīng)用ROCK 抑制劑法舒地爾可減緩心臟收縮功能障礙的進(jìn)展。然而，目前抑制ROCK 改善糖尿病心臟功能的機(jī)制尚不清楚。蛋白激酶Cβ2（PKCβ2）是蛋白激酶C 同工酶的一個(gè)亞家族成員［19］，其激活可加速糖尿病相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展［20-22］，而 抑 制PKCβ 可 顯 著 改 善 糖 尿 病 心 肌 病變［23］、神 經(jīng) 病 變［24］和 血 管 病 變［25］。Lin 等［26］的 研 究表明，ROCK2 的過(guò)度激活通過(guò)多種機(jī)制參與糖尿病心肌病的發(fā)生，包括PKCβ2T641 位點(diǎn)的直接磷酸化和活化、干擾磷脂酰肌醇依賴性蛋白激酶-1（PDK-1）及其下游靶點(diǎn)蛋白激酶B（AKT）的磷酸化和激活，增加葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4（GLUT4）向質(zhì)膜的轉(zhuǎn)位，而抑制ROCK2 將同時(shí)改善糖尿病心臟中的多條信號(hào)通路，這證實(shí)ROCK2 是糖尿病性心肌病變發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，也是糖尿病心肌病治療的重要靶點(diǎn)。除了證實(shí)上述觀點(diǎn)，Lai 等［27］還發(fā)現(xiàn)給予法舒地爾治療的大鼠舒張期細(xì)胞內(nèi)鈣（［Ca2+］i）清除得到改善，并保護(hù)了負(fù)責(zé)［Ca2+］i 清除的蛋白的表達(dá)。他們的研究還表明法舒地爾使糖尿病大鼠心臟PKCβ2/Akt 通路的磷酸化趨于正常，這可能是法舒地爾保護(hù)［Ca2+］i 清除的機(jī)制之一。與糖尿病組相比，法舒地爾還通過(guò)阻止cofilin（存在于真核細(xì)胞的一種肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白）磷酸化而使G/Factin 比值正?；?，并促進(jìn)了F-actin 的機(jī)構(gòu)化，這些發(fā)現(xiàn)表明法舒地爾通過(guò)調(diào)節(jié)鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)和肌動(dòng)蛋白重塑來(lái)保護(hù)糖尿病所致的心功能不全。綜上所述，RhoA/ROCK 是治療糖尿病心肌病的極佳靶點(diǎn)。

2 RhoA／ROCK 通路在糖尿病腎病中的作用

糖尿病腎?。―N）是糖尿病最常見(jiàn)的并發(fā)癥，常導(dǎo)致終末期腎?。?8］。雖然I 型和Ⅱ型糖尿病的病因不同，但它們?cè)诟咛且鸬哪I臟生理變化方面幾乎無(wú)法區(qū)分，而且這兩種類型的糖尿病通常都會(huì)導(dǎo)致 腎 臟 損 傷［29，30］。上 皮-間 充 質(zhì) 轉(zhuǎn) 化 導(dǎo) 致 腎 間 質(zhì) 纖維化，是DN 發(fā)生發(fā)展的一個(gè)重要病理方面［31］。最近的一項(xiàng)研究表明［32］，抑制RhoA/ROCK 信號(hào)通路改善了糖尿病腎病的病理和纖維化程度，另外，RhoA/ROCK 抑制劑也以劑量依賴的方式調(diào)節(jié)腎臟纖維化相關(guān)蛋白和基因的表達(dá)水平。Peng 等［33］的研究結(jié)果支持糖尿病或糖尿病腎病的早期干預(yù)是一種更有效的治療策略。他們?cè)u(píng)估了STZ 誘導(dǎo)的短期糖尿病的動(dòng)物模型，發(fā)現(xiàn)早期DN 可能是部分腎小球硬化所致。因此，腎小球通過(guò)代償性方式維持正常功能，并導(dǎo)致腎小球高濾過(guò)。這一發(fā)現(xiàn)表明，DN 的治療應(yīng)該在早期開(kāi)始，且早期DN 引起腎小球硬化的主要途徑可能是RhoA/ROCK 途徑的激活。內(nèi)皮功能障礙可導(dǎo)致進(jìn)展性糖尿病腎?。―N）。越來(lái)越多的證據(jù)表明，內(nèi)皮緊密連接功能障礙是內(nèi)皮高通透性發(fā)生的關(guān)鍵步驟，內(nèi)皮緊密連接復(fù)合體的兩個(gè)主要成分分別是occludin 和緊密連接蛋白（ZO-1）。 研究證明腎小球內(nèi)皮細(xì)胞（GEnCs）中occludin 和ZO-1 的異常調(diào)節(jié)是早期DN的 重 要 病 理 改 變［34］。高 糖 激 活RhoA/ROCK1 途徑，干 擾 了occludin/ZO-1 的 轉(zhuǎn) 位，導(dǎo) 致occludin 丟失。辛伐他汀通過(guò)抑制RhoA/ROCK1 信號(hào)通路從而阻遏occludin/ZO-1 調(diào)節(jié)失調(diào)和蛋白尿的發(fā)生。一些體外研究表明，糖基化終末產(chǎn)物（AGEs）通過(guò)氧化應(yīng)激誘導(dǎo)糖尿病血管損傷，而GEnCs 與AGEs之間的相互作用尚不清楚。Rao 等［35］的結(jié)果表明AGEs 通 過(guò)RhoA/ROCK 通 路 促 進(jìn)GEnCs 細(xì) 胞 間黏附分子-1（ICAM-1）和單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）的表達(dá)。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，抑制RhoA/ROCK 通路可改善蛋白尿，改善尿白蛋白/肌酐比值，改善腎小球黏附和炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。由此可見(jiàn)，RhoA/ROCK 通路在糖尿病腎病中同樣扮演著重要角色。阻斷這一途徑可以保護(hù)腎臟而不引起炎癥，并改善腎功能。綜上所述，RhoA/ROCK 通路可能成為治療1 型和2 型糖尿病腎病的新策略。

3 RhoA／ROCK 通路在糖尿病視網(wǎng)膜病變中的作用

糖尿病視網(wǎng)膜病變（DR）是導(dǎo)致視力喪失的主要原因［36］。早期非增殖期的特點(diǎn)是視網(wǎng)膜微血管損傷，導(dǎo)致血管高通透性。雖然在早期階段視力很少受到影響，但隨著病程的進(jìn)展會(huì)導(dǎo)致增殖性視網(wǎng)膜病變，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的視力喪失［36］。DR 晚期的標(biāo)志則是新生血管破裂引起的玻璃體出血和伴有增殖膜瘢痕收縮的牽拉性視網(wǎng)膜脫離。早期的研究證實(shí)了RhoA/ROCK 通路在糖尿病視網(wǎng)膜微血管病變發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵作用，ROCK 抑制劑法舒地爾通過(guò)抑制中性粒細(xì)胞黏附和減輕中性粒細(xì)胞誘導(dǎo)的內(nèi)皮損傷來(lái)保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞［37］。微血管內(nèi)皮細(xì)胞能量代謝異常也參與了糖尿病視網(wǎng)膜病變的發(fā)展，其中膽汁酸G 蛋白偶聯(lián)膜受體（TGR5）是一種新的代謝紊亂調(diào)節(jié)劑。Zhu 等［38］的研究發(fā)現(xiàn)糖尿病視網(wǎng)膜病變大鼠視網(wǎng)膜膽汁酸（BA）譜降低，且TGR5 激動(dòng)劑在體內(nèi)和體外對(duì)DR 具有保護(hù)作用。有趣的是，他們同樣也發(fā)現(xiàn)RhoA 參與了TGR5 介導(dǎo)的視網(wǎng)膜微血管通透性的調(diào)節(jié)。另有一項(xiàng)研究表明［39］，高糖引起RhoA/ROCK1 通路激活，并直接誘導(dǎo)緊密連接蛋白（TJ）的過(guò)度表達(dá)，這一變化在微血管內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙（MVED）中起著關(guān)鍵作用。他們證實(shí)了抑制RhoA/ROCK1 減輕了高糖微環(huán)境引起的內(nèi)皮細(xì)胞的高凋亡率。此外，RhoA/ROCK1 通路的化學(xué)和藥理抑制劑可部分阻斷DR 所致的炎癥反應(yīng)，同時(shí)，此通路的藥理抑制劑法舒地爾也能明顯阻止高糖誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。這些發(fā)現(xiàn)表明RhoA/ROCK1 信號(hào)直接調(diào)節(jié)MVED，為DR 提供了一個(gè)新的治療靶點(diǎn)。綜上所述，RhoA/ROCK 途徑是DR 的潛在治療靶點(diǎn)，尤其是在DR 的早期階段。

4 RhoA／ROCK通路在糖尿病神經(jīng)病變中的作用

糖尿病神經(jīng)病變常伴有疼痛，主要累及四肢遠(yuǎn)端［40］。其疼痛可以是自發(fā)的，也可以是由輕度疼痛刺激（痛覺(jué)過(guò)敏）或不被認(rèn)為疼痛的刺激（痛覺(jué)超敏）誘發(fā)。由于糖尿病痛性神經(jīng)病變常誘發(fā)各種問(wèn)題，并影響糖尿病患者的預(yù)后［41］，因此早期預(yù)防及治療顯得非常重要。雖然大型臨床試驗(yàn)顯示血糖控制可以預(yù)防糖尿病神經(jīng)病變的發(fā)生和發(fā)展［42］，但血糖控制的效果并不令人滿意。所以了解痛覺(jué)過(guò)敏和痛覺(jué)超敏的機(jī)制可能會(huì)為糖尿病痛性神經(jīng)病變的治療提供新的選擇。多項(xiàng)研究表明，糖尿病痛性神經(jīng)病變的癥狀與脊髓中的許多因素有關(guān)［43］。為闡明脊髓RhoA/ROCK 通路在疼痛性糖尿病神經(jīng)病變中的作用，研究者用Western blotting 檢測(cè)RhoA 在細(xì)胞內(nèi)的定位和內(nèi)皮型一氧化氮合成酶（eNOS）的表達(dá)［44］。用甩尾試驗(yàn)評(píng)價(jià)熱痛敏反應(yīng)，用腳底觸覺(jué)敏感度測(cè)量評(píng)價(jià)STZ 誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的機(jī)械性超敏反應(yīng)。與正常對(duì)照組相比，STZ 小鼠脊髓膜結(jié)合RhoA 增加。用RhoA 抑制劑和ROCK 抑制劑治療后減輕了糖尿病小鼠的熱痛覺(jué)過(guò)敏和機(jī)械痛敏。此外，每日服用辛伐他汀【3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A（HMGCoA）還原酶抑制劑】可以減輕糖尿病小鼠的上述變化。結(jié)果表明，HMG-CoA 還原酶抑制劑對(duì)糖尿病小鼠熱痛敏有抑制作用，其作用機(jī)制可能是通過(guò)抑制RhoA/ROCK通路激活一氧化氮（NO）系統(tǒng)來(lái)介導(dǎo)的。綜上所述，ROCK 抑制劑和HMG-CoA 抑制劑可能是緩解糖尿病痛性神經(jīng)病變癥狀的有效的化合物。

5 RhoA／ROCK 通路在糖尿病勃起功能障礙中的作用

勃起功能障礙（ED）是指在一種性行為中不能保持陰莖勃起［45］。ED 作為糖尿病的并發(fā)癥之一，多見(jiàn)于老年患者［46］。Zhang 等［47］發(fā)現(xiàn)在糖尿病勃起功能障礙大鼠中，miR-141 的表達(dá)降低與RhoA/ROCK 信號(hào)通路中RhoA 和ROCK2 的上調(diào)有關(guān)。miR-141 抑制陰莖海綿體平滑肌細(xì)胞生長(zhǎng)與RhoA/ROCK 信號(hào)通路下調(diào)有關(guān)。糖尿病性ED 是由陰莖勃起組織中的血管和神經(jīng)元功能障礙引起的。Sezen 等［48］的研究發(fā)現(xiàn)，RhoA/ROCK 信號(hào)通路及其下游靶點(diǎn)同源性磷酸酶-張力蛋白（PTEN）和AKT 在糖尿病大鼠盆大神經(jīng)節(jié)（MPG）中表達(dá)失調(diào)，這可能與勃起功能下降有關(guān)。用ROCK 抑制劑治療后PTEN 和AKT 的活性逆轉(zhuǎn)，這使我們對(duì)糖尿病ED 的神經(jīng)病理機(jī)制有了進(jìn)一步的了解，并為新的臨床治療選擇提供了依據(jù)。Li 等［49］則提出陰莖RhoA/ROCK 激活可能是通過(guò)PTEN/AKT 通路促進(jìn)小體細(xì)胞凋亡而參與糖尿病ED 的發(fā)病機(jī)制。此外，他們的研究同樣表明法舒地爾慢性治療可以恢復(fù)勃起功能。隨著糖尿病病程的進(jìn)展，ED 也隨之惡化，這與Cho 等［50］的研究結(jié)果一致。Cho 也證實(shí)RhoA/ROCK 通路在糖尿病ED 中起重要作用。以上研究進(jìn)一步證明RhoA/ROCK 通路可能成為治療糖尿病ED的新靶點(diǎn)。

6 RhoA／ROCK通路在糖尿病性肝纖維化中的作用

與糖尿病有關(guān)的疾病除上述大血管、微血管及神經(jīng)病變等并發(fā)癥以外，非酒精性脂肪性肝炎（NASH）也是常見(jiàn)疾病。NASH 與胰島素抵抗、肥胖和高血糖密切相關(guān)［51］。在人類流行病學(xué)研究和動(dòng)物模型中，糖尿病已被證明是NASH 肝纖維化增加的獨(dú)立原因［52］。許多研究證實(shí)糖尿病可促進(jìn)和增加肝纖維化的發(fā)生，但 確 切 的 機(jī) 制 尚 不 清 楚［53］。Xie 等［54］發(fā) 現(xiàn)RhoA/ROCK 通路參與了1 型糖尿病肝纖維化的過(guò)程。ROCK 抑制劑法舒地爾可以通過(guò)減輕炎癥反應(yīng)和抑制細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的積聚來(lái)預(yù)防糖尿病大鼠的肝纖維化。Zhou 等［55］的研究則發(fā)現(xiàn)RhoA/ROCK 通路在2型糖尿病大鼠肝纖維化中同樣起重要作用。法舒地爾通過(guò)抑制肝星狀細(xì)胞的活化，從而抑制了轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1/結(jié)締組織生長(zhǎng)因子（TGFβ1/CTGF）和α-平滑肌肌動(dòng)蛋白（α-SMA）的表達(dá)，部分緩解了糖尿病大鼠的肝纖維化。由此可見(jiàn)，抑制RhoA/ROCK 通路可能是治療糖尿病肝纖維化的新靶點(diǎn)。

7 展望

縱觀全文，可以發(fā)現(xiàn)RhoA/ROCK 途徑在糖尿病相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展中扮演著重要的角色。雖然作用機(jī)制各不相同，但應(yīng)用RhoA/ROCK 信號(hào)通路抑制劑法舒地爾后癥狀都得到了部分改善，不難看出抑制RhoA/ROCK 途徑可能是糖尿病相關(guān)疾病的潛在治療靶點(diǎn)。近年來(lái)關(guān)于RhoA/ROCK 通路的研究屢出不鮮，但是否有其他途徑或分子參與了RhoA/ROCK通路的激活仍不明確。相信隨著機(jī)制研究及藥物研發(fā)的突破，能為更多疾病的診治提供新的見(jiàn)解和思路。