第二十三章肾素-血管紧张素系统药理

1、药理学pharmacologyL7、一第一十二章肾素血管紧张素系统药理血管紧张素转化酶2一种新的肾素血管紧张素系统的重要调节剂肾素血管紧张素系统是一复杂的调节系统，在维持血压稳定，水盐平衡中起重要作用。血管紧张素转化酶（ACE ）是肾素2血管紧张素系统的一重要调节酶。最近，人 ACE的同类物2血管紧张素转化酶2（ ACE2 ）的发现，因其对肾素2血管紧张素系统的作用，成为心血管研究的一个方向。其特异的功能及作用底物特点显示ACE2对激活的肾素2血管紧张素系统起负调控作用。本文就 ACE2的结构、功能、与心血管、肾脏系统的尖系进行综述。1 .血管紧张素转化酶2的结构和功能ACE2是第一个被认识的

2、ACE同源物，于2000年，首先从人心力衰竭互补脱氧核糖核酸（CDNA ）文库和人淋巴瘤CDNA文库中克隆出来。ACE2与ACE有相当多的相似性，它也是I型结构的锌依赖性膜金属蛋白酶，分子量为120KD （1.2XIOU）,与ACE在N末端催化区有42%同源性。ACE2基 因组序列分析显示其基因含有18个外显子，定位于X染色体的XP22位点，ACE2含有805个氨基酸，在C末端有一 疏水区，可能是一个膜锚定（anchor）,在细胞外表面有催化区。ACE2只有一个活性酶位点，属一种竣肽酶类，能降解10肽的血管紧张素I的C末端胱氨酸残基，形成Ang1-9 , Ang1-9也可以在ACE的作用下生成

3、为Ang1-7。Ang1-9的功能目前还不是很清楚。ACE2 也能降解血管紧张素H为有生物活性的肽Ang1-7。实际上，在体外研究发现，ACE2催化血管紧张素H的效率是催化血管紧张素I的400倍，表明ACE2的主要作用是使血管紧张素H转化为Ang1-7。作为心脏保护肽的Ang1-7有血管扩张作用，抗生长，抗增殖和促进凋亡的作 用。2 .血管紧张素转化酶2的组织分布 与ACE相比，ACE2的分布较局限，在人体，ACE2主要分布于心脏、肾脏、睾丸、内皮细胞，血管平滑肌中分布较少。在肾脏，ACE2分布于近端肾小管上皮细胞，最近发现ACE2也分布于胃肠道、脑和肺。3血管紧张素转化酶2的作用底物ACE2

4、的确切生理功能目前尚处于进一步的研究中，ACE2除了对血管紧张素I、H的作用外，在体外研究发现，它还能降解肽类物质：去精氨酸2缓激肽、neurotensin和Kinelensin的C末端残基，还可以水解apelin-13和dynorphin A113，但对缓激肽无作用。ACE2在体外作用的这些底物都显示对心血管有调节作用： Apeli-13是一有效的心脏正性肌力剂，dynorphin A1-13是一内源性鸦片类神经肽，去精氨酸2缓激肽可以与在炎症和组 织损失时激活的缓激肽31受体结合。目前还不知道ACE2在体外的作用底物是否也是体内的生理作用底物，需要进一步研究体内ACE2的纯作用底物和其产物

5、的变化水平。但已知在体内，ACE2的酶活性不受ACE抑制剂的影响。4血管紧张素转化酶2的检测方法因目前确定了人和鼠的ACE2的基因序列，所以检测组织和细胞中的ACE2多通过RT-PCR的方法检测其mRNA的表达水平。也可以通过Western bloting检测其蛋白质表达和免疫组织化学方法检测 ACE2。尚未发现检测血浆中ACE2的报道。5血管紧张素转化酶2活性的调节抑制剂与激动剂乙二胺四乙酸二钠对ACE2有抑制作用。Huang等 筛选出了 ACE2的特异性肽类抑制 剂DX512和DX600 ,对 ACE2显示混合的竞争和非竞争性的抑制作用，它们不被ACE2水解，用于在体研究可用来阐明ACE2

6、在心血管调节中的生理功能。 复合物16(016 )也是ACE2的特异性抑制剂。Gallagher等对ACE2的调节机制进行了研究，在对培养的脑髓质星形胶质细胞的研究发现，血管紧张素 n明显下调ACE2的表达，该作用可以被血管紧张素n -1型受体拮抗剂阻断，而血管紧张素n -2型受体拮抗剂没有作用。有丝分裂原激活蛋白(MAP)激酶抑制剂也可以阻断血管紧张素n依赖的ACE2的下调，这一发现提示MAP激酶信号通路的激活对ACE2起主要调节作用。Tallant等在对心肌细胞的研究也发现血管紧张素n明显下调ACE2的表达，血管紧张素n -1型受体拮抗剂可以上调ACE2 mRNA的表达。6血管紧张素转化酶

7、2与心血管疾病的矢系在对ACE2基因敲除小鼠的研究发现，这种小鼠出现异常的心脏功能，心肌收缩功能严重受损，且血浆、心脏、肾脏血管紧张素n水平明显增高，说明ACE2在对血管紧张素n的清除和失活中起重要作用，有利于对心脏功能的维持。在对小鼠ACE2和ACE基因双敲除后，不出现ACE2基因敲除 的心脏功能受损。61血管紧张素转化酶2与高血压病ACE2对血管紧张素的作用及其作用产物对血管的作用很容易使人们想到ACE2与高血压病的尖系。有人发现在ACE2的基因图上，一个在X染色体上被定义的定量特性位点是与高血压定量位点相同。在对自发性高血压大鼠（SHR ）研究中发现，其肾脏ACE2水平比正常血压的Wis

8、tar Kyoto （WKY）大鼠低，并且有人证实SHR肾脏ACE2 mRNA表达低于WKY，说明ACE2与高血压病有矢，但还不清楚ACE2的缺乏在导致高血压中是否起病理生理作用 或者只是血压增加的结果。有人对高血压大鼠 的研究发现，ACE2 mRNA和蛋白质水平在血压增高时明显减少且也与血压呈负相尖。Yagil等通过基因克隆转染的方法研究ACE2与高血压的尖系发现：ACE2mRNA和蛋白表达水平在以色列抵抗大鼠（SBN/y）比以色列高血压易感大鼠（SBH/y）高20%40%，当给与盐负荷后，在正常血压SBN/y , ACE2水平没有变化，但在高血压的SBH /y明显降低。他们认为这些实验数据

9、根据以下几点支持这种新的高血压机制：（1） ACE2通过负平 衡ACE的活性调节血管张力。在SBH/y , ACE2表达的减少，Ang127这种血管舒张肽减少，就导致血管紧张素H起 主要作用使血管张力增加，在盐负荷时血压升高。（2）在SBN/y，增高的ACE2的表达使Ang127增加，使血管紧张素H水平降低，这样就防止了盐负荷时血压的 增高，产生了维持正常血压的血管保护作用。一种新的机制是ACE2作为一种保护蛋白防止高血压的发生。然而， 最近基因敲除小鼠的研究发现，ACE2基因敲除并没有改变血压。Gurley等的研究也发现ACE2基因敲除也没有改 变血压且基础的血管紧张素H血浆水平也与对照组没

10、有差异， 但他们发现在急性血管紧张素H输注后， 血浆ACE2、血管紧张素n水平在ACE2基因敲除小鼠是对照组的3倍，慢性输注血管紧张素H后，野生对照小鼠血压没改变，而ACE2基因敲除小鼠血压明显增高，因此认为ACE2在肾素2血管紧张素系统中起作用，通过改变循环和肾脏血管紧张素n调节血压。62血管紧张素转化酶2与冠心病在ACE2基因敲除小鼠的心脏中，缺氧标志物上调说明血管内皮细胞ACE2的缺失导致冠脉血管的收缩，减少了氧向心肌细胞释放。在大鼠和人心脏，心肌内血管内皮细胞和心肌细胞有ACE2的表达也支持ACE2在局部血管扩 张中的作用。丫uichiro等对心肌梗死大鼠研究发现，心肌梗死大鼠，虽出现

11、左室功能不全和心脏肥大，但心脏ACE2 mRNA没有改变，在给血管紧张素n -1型受体拮 抗剂治疗的大鼠，心脏ACE2 mRNA表达水平明显增加，且血管紧张素n -2型受体拮抗剂PD123319不能抵消这种作 用，认为血管紧张素n -1型受体拮抗剂对心脏ACE2 mRNA表达的作用可能是直接的血管紧张素n -1型受体阻断作 用或者是增加的Ang （ 1-7 ）的调节作用。Campbell等对通过测定心力衰竭和冠心病患者的动脉血和冠状窦血的血管紧张素I、血管紧张素n及它们的竣肽酶代谢产物的研究发现，ACE2在血管紧张素I代谢中起作用很少，Ang1-7水平与血管紧张素I更有尖，这与它的形成是血管紧

12、张素I通过肽链内切酶介导的代谢，而血管紧张素n的代谢是ACE2介导的。目前，ACE2与冠心病的矢系研究尚少。63血管紧张素转化酶2与心室重构及心律失常Battle等对心力衰竭患者心肌标本的研究发现， 心力衰竭患者心肌ACE2 mRNA水平与正常人心肌相比无显著差异，ACE2在心力衰竭中的作用目前还不清楚。Do noghue等通过转基因技术，使小鼠心脏增加ACE2的表达，研究发现，动物猝死呈基因剂量依赖方式，详细的电生理检查显示有严重的进 行性的传导和节律紊乱，有持续性室性心动过速，最终死于心室颤动，他们认为ACE2在心脏的过度表达导致缝隙连 接蛋白conn exin的调节不全和缝隙连接重构，从而引起电生理紊乱，在转基因心脏缝隙连接蛋白connex2in 40和connexin 43下调，导致缝隙连接的密度，分 布和功能的改变可能是损伤心肌的这种异常的传导特性的电生理基础。7血管紧张素转化酶2与肾脏有研究发现ACE2在正常肾脏的