常 鑫，韓沖芳，楊文曲

缺血性心臟病是世界上主要死亡原因之一。早期恢復(fù)缺血區(qū)血液灌流是治療缺血性心臟病最有效的方法。然而，恢復(fù)血流之后可能會導(dǎo)致組織嚴(yán)重?fù)p傷，稱為心肌缺血再灌注損傷(I/R)[1]。先前研究已經(jīng)表明，在缺血前和再灌注開始時(shí)給予麻醉藥物可有效減少心肌缺血再灌注損傷[2]。七氟醚是一種新型的吸入性麻醉藥，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床麻醉，其起效快、可控性強(qiáng)，對循環(huán)系統(tǒng)影響小，易于在細(xì)胞膜上擴(kuò)散和轉(zhuǎn)運(yùn)[3]。在再灌注開始時(shí)使用七氟醚可發(fā)揮心肌保護(hù)作用，如抑制心肌細(xì)胞凋亡、減少氧化應(yīng)激和減輕線粒體損傷[4]。最近的研究表明，分泌型卷曲相關(guān)蛋白5(SFRP5)作為一種新型抗炎脂肪因子，通過Wnt信號通路在心血管疾病中發(fā)揮了重要作用，但其參與缺血再灌注損傷的具體機(jī)制需要更詳細(xì)的闡明[5]?，F(xiàn)綜述SFRP5及Wnt/ c-Jun氨基端激酶(JNK)信號通路在七氟醚心肌保護(hù)作用中的研究進(jìn)展。

1 七氟醚的心肌保護(hù)作用

七氟醚對圍術(shù)期心臟局部缺血具有保護(hù)作用，可改善心室順應(yīng)性，維持血流動力學(xué)穩(wěn)定，減輕心肌細(xì)胞的氧化應(yīng)激，從而減輕細(xì)胞凋亡。其主要作用機(jī)制為：激活磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)-蛋白激酶B(Akt)通路、激活細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)1/2通路、激活線粒體膜三磷酸腺苷(ATP)敏感性鉀離子通道(mKATP)、阻斷線粒體通透性轉(zhuǎn)運(yùn)孔(mPTP)的開放、減少有害活性氧的生成和抑制鈣超載。

1.1 激活PI3K-Akt通路 PI3K是一種細(xì)胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶，參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)等多種細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)。PI3K-Akt通路通過磷酸化多種底物參與細(xì)胞過程。研究發(fā)現(xiàn)，七氟醚后處理激活PI3K可促使Akt活化，活化的Akt磷酸化多種下游因子，減少mPTP的開放，調(diào)節(jié)促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白的表達(dá)，從而抑制細(xì)胞凋亡，減少心肌梗死面積[6]。

1.2 激活ERK1/2通路 ERK1/2通路是細(xì)胞內(nèi)絲裂原活化蛋白激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的重要成員。張靜等[7]的研究表明，心肌缺血再灌損傷使ERK1/2表達(dá)增加，七氟醚后處理后表達(dá)進(jìn)一步增加，并且下調(diào)細(xì)胞脹亡蛋白Porimin和Calpin-Ⅰ的表達(dá)，給予ERK1/2抑制劑PD98059后，ERK1/2的表達(dá)減少，并且取消了下調(diào)脹亡蛋白的作用，提示七氟醚后處理可能通過激活ERK1/2產(chǎn)生心肌保護(hù)作用。

1.3 激活線粒體膜ATP敏感性鉀離子通道 線粒體膜ATP敏感性鉀離子通道存在于線粒體內(nèi)膜上，在正常生理情況下處于關(guān)閉狀態(tài)，但在缺血時(shí)開放。七氟醚后處理可以激活線粒體膜ATP敏感性鉀離子通道，使鈣離子內(nèi)流減少，減少線粒體氧自由基的生成，同時(shí)抑制細(xì)胞色素C的釋放，促進(jìn)ATP的生成，從而抑制再灌注時(shí)mPTP的開放，減少心肌細(xì)胞凋亡[8]。

1.4 阻斷mPTP的開放 mPTP是存在于線粒體內(nèi)膜上，由多種蛋白共同組成，是具有非特異性、電壓依賴性的復(fù)合物孔道，維持線粒體膜電位及細(xì)胞內(nèi)外的離子平衡。其開放可以導(dǎo)致線粒體基質(zhì)腫脹，并將細(xì)胞色素C及多種促凋亡蛋白釋放至胞漿，啟動線粒體的凋亡通路[9]。并且可以增強(qiáng)活性氧(ROS)生成和Ca2+超載，從而誘導(dǎo)其他未受損的線粒體發(fā)生進(jìn)一步結(jié)構(gòu)和功能的破壞。缺血再灌注發(fā)生時(shí)產(chǎn)生過多的活性氧、線粒體內(nèi)的Ca2+超載、ATP耗竭和磷堆鹽積累等都可以導(dǎo)致mPTP開放。而七氟醚可以通過激活PI3K-Akt、ERK1/2通路及抑制鈣超載等抑制mPTP開放，減少線粒體發(fā)生功能障礙及心肌細(xì)胞的壞死[10]。

1.5 減少有害ROS的生成和抑制鈣超載 先前的研究已經(jīng)證實(shí)心肌缺血時(shí)細(xì)胞中的ROS水平會增加，再灌注后組織和血液中的ROS由于進(jìn)入氧氣而大量增加引發(fā)脂質(zhì)過氧化及細(xì)胞內(nèi)鈣離子失衡，使損傷加重[11]。另外，ROS是ERK1/2的上游活化因素，七氟醚可直接促進(jìn)ROS生成，進(jìn)而激活ERK1/2，通過磷酸化作用使糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)失活，隨即減少再灌注時(shí)mPTP的開放，減輕心肌組織損傷[12]。

2 SFRP5與Wnt信號通路

SFEP5是一類分泌蛋白，是由脂肪組織，特別是內(nèi)臟脂肪組織產(chǎn)生的分泌型卷曲相關(guān)蛋白家族的成員。SFRP5主要的生物學(xué)功能是在胚胎發(fā)育過程中調(diào)節(jié)細(xì)胞極性和器官形成[13]。研究發(fā)現(xiàn)，SFRP5與代謝穩(wěn)態(tài)的改變有關(guān)，如導(dǎo)致胰島素抵抗和肥胖相關(guān)的代謝紊亂以及抑制炎癥反應(yīng)等[14]。最近發(fā)現(xiàn)SFRP5是一種新型抗炎脂肪因子，在白色脂肪組織中有較高的表達(dá)水平，可以誘導(dǎo)脂肪前細(xì)胞的增殖、分化和成熟過程。

Wnt信號傳導(dǎo)途徑與細(xì)胞增殖和分化過程密切相關(guān)[15]。該途徑不僅參與人類胚胎發(fā)育和器官形成，而且在某些病理生理過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，例如腫瘤形成、肥胖、胰島素抵抗、炎癥反應(yīng)以及多種心血管疾病發(fā)生發(fā)展等[16]。Wnt信號通路由Wnt蛋白家族、細(xì)胞膜卷曲受體(Fizzled)、細(xì)胞質(zhì)蛋白β-連環(huán)蛋白(β-catenin)、共受體低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6(LRP5/6)組成。Wnt蛋白家族由富含半胱氨酸的糖基化配體和350～400個(gè)氨基酸殘基組成，這些蛋白質(zhì)是高度保守的信號分子，具有高度的同源性。Wnt信號通路包括經(jīng)典的Wnt/β-catenin信號通路和非經(jīng)典的通路，如Wnt/平面細(xì)胞極化(PCP)、Wnt/Ca2+、Wnt/JNK等[17]。經(jīng)典的Wnt信號通路包括轉(zhuǎn)錄共激活因子β-catenin的穩(wěn)定和亞細(xì)胞的定位，Wnt配體與其同源Fizzled受體的結(jié)合會引起Wnt共受體低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5/6(LRP5/6)的磷酸化，從而形成軸抑制蛋白(AXIN)的對接位點(diǎn)，隨后AXIN易位至質(zhì)膜破壞復(fù)合物，并促使非磷酸化的β-catenin穩(wěn)定和核易位，從而導(dǎo)致下游靶基因的轉(zhuǎn)錄[18]。在非經(jīng)典的Wnt/JNK信號通路中，Wnt與細(xì)胞表面的Frizzled受體結(jié)合，再將信號傳遞到細(xì)胞中以激活下游的JNK，然后通過激活蛋白-1(AP-1)啟動子[如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素-1(IL-1)和白細(xì)胞介素-6(IL-6)]參與細(xì)胞骨架活化和下游基因的調(diào)控[19]。非經(jīng)典的Wnt/Ca2+信號通路是在沒有共受體LRP5/6的情況下，Wnt信號通過Frizzled受體激活G蛋白和磷脂酶C，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平的升高和蛋白激酶C(PKC)的激活，再進(jìn)一步激活T細(xì)胞啟動子的核因子，從而導(dǎo)致下游靶基因的轉(zhuǎn)錄。分泌型卷曲相關(guān)蛋白家族分子包含一個(gè)功能性結(jié)構(gòu)域以及一個(gè)富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域，這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域均與卷曲的富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域具有緊密的同源性，可與Wnt配體和卷曲的受體在細(xì)胞外結(jié)合，從而使其能夠與卷曲的蛋白質(zhì)競爭，這種結(jié)合調(diào)節(jié)了Wnt信號通路的級聯(lián)反應(yīng)，并與其受體相互作用，起到抑制Wnt信號通路的作用[20]。近年來，研究證實(shí)SFRP5/Wnt信號通路在許多疾病中發(fā)揮重要作用。糖原合成酶激酶(GSK)通過經(jīng)典和非經(jīng)典Wnt通路激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子5(STAT5)磷酸化，從而刺激SFRP5基因表達(dá)，調(diào)節(jié)脂肪形成過程，與肥胖的發(fā)生有關(guān)[21]。體外實(shí)驗(yàn)也表明，在胰島素水平升高時(shí)SFRP5水平會明顯降低。然而，降糖藥物治療后SFRP5表達(dá)上調(diào)。因此，SFRP5/Wnt信號通路可能參與了糖尿病的發(fā)生[22]。此外，SFRP5/Wnt5a介導(dǎo)的非經(jīng)典通路與許多炎癥相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。SFRP5與無翅型鼠乳腺腫瘤病毒整合位點(diǎn)家族5a(Wnt5a)的結(jié)合，抑制Wnt信號通路下游JNK的激活，隨后促炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生減少，促凋亡作用減弱[23]。Wnt5a蛋白在多種炎性疾病中起關(guān)鍵作用，如敗血癥病人的Wnt5a水平與健康對照相比明顯增加，并且與白細(xì)胞計(jì)數(shù)呈正相關(guān)，病人康復(fù)后，Wnt5a水平會發(fā)生明顯下降。又如牙周炎的發(fā)生與Wnt5a的高表達(dá)水平和SFRP5的低表達(dá)水平相關(guān)[24]。因此，SFRP5通過Wnt信號通路對Wnt5a的拮抗作用，調(diào)節(jié)炎癥和代謝功能障礙[25]。另外，SFRP5可阻止ROS生成，下調(diào)促凋亡蛋白Bax表達(dá)，對抗氧化應(yīng)激導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡。

3 SFRP5及Wnt/JNK信號通路與I/R的關(guān)系

越來越多的證據(jù)表明，SFRP5參與了缺血性心血管疾病的發(fā)展。先前已經(jīng)有研究證明，冠心病病人的循環(huán)Wnt5a水平較高，循環(huán)SFRP5水平較低，血漿Wnt5a/SFRP5比率較高。并且循環(huán)中的Wnt5a水平與鈣化的冠狀動脈斑塊和新發(fā)的冠狀動脈鈣化呈正相關(guān)[15]。也有研究表明，SFRP5通過Wnt5a/JNK信號通路增加內(nèi)皮一氧化氮(NO)的產(chǎn)生來發(fā)揮其血管舒張功能[26]。這些證據(jù)都表明SFRP5在人類動脈粥樣硬化中起到重要作用。最近有研究發(fā)現(xiàn)，對WT小鼠進(jìn)行缺血/再灌注后，與假手術(shù)組相比，其SFRP5表達(dá)水平下降，Wnt5a陽性細(xì)胞明顯增加。對敲除SFRP5的WT小鼠進(jìn)行缺血/再灌注，敲除SFRP5小鼠在心肌缺血再灌注損傷后表現(xiàn)出心肌梗死面積增大、心肌細(xì)胞凋亡加重和心臟功能減弱，并且敲除SFRP5小鼠的心肌缺血性損傷具有更強(qiáng)的Wnt5a陽性巨噬細(xì)胞浸潤和JNK的活化以及更多的炎癥細(xì)胞因子和趨化因子的表達(dá)。這些結(jié)果表明，SFRP5可能通過非經(jīng)典Wnt5a/JNK信號通路來拮抗心肌缺血再灌注損傷后心臟的炎癥反應(yīng)，從而在心肌缺血再灌注損傷中發(fā)揮保護(hù)作用[27]。另外，也有研究表明，在心肌缺血再灌注損傷過程中血清SFRP5水平與心肌肌鈣蛋白和C反應(yīng)蛋白表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)[28]。這些證據(jù)均表明，SFRP5可以通過非經(jīng)典Wnt5a/JNK信號通路抑制炎癥反應(yīng)，減輕心肌細(xì)胞的凋亡，起到心肌保護(hù)的作用。

SFRP5及其所拮抗的Wnt信號通路在心血管疾病形成方面發(fā)揮的作用越來越受到人們的關(guān)注，深入研究其病理生理機(jī)制，可為尋找新的作用靶點(diǎn)和臨床治療提供新思路。七氟醚的心肌保護(hù)作用途徑涉及多個(gè)方面。然而，七氟醚減輕缺血再灌注損傷的作用機(jī)制是否與SFRP5及Wnt信號通路有關(guān)尚不清楚，有待于未來的進(jìn)一步研究，這對明確七氟醚作用機(jī)制以及更好地應(yīng)用于臨床治療缺血性心臟病具有重要意義。