eNOS-NO-cGMP-PKG信号转导通路在心血管系统缺血

1、医药前沿 353综 述2014年6月学分析说明，在子宫颈腺上皮瘤变中，PAX2 表达阳性支持肿瘤良性诊断，其阳性预测值为 90 ，而 PAX2 表达阴性则支持肿瘤恶性诊断，阴性预测值为98 。由此看出， PAX2 在子宫颈腺上皮中的染色有无及强弱可以区分开中肾性增生与微偏腺癌、小叶宫颈内膜腺体增生与微偏腺癌和宫颈内膜输卵管化生或宫颈内膜异位症与原位腺癌20。PAX2 在宫颈腺样病变及宫颈腺癌的表达与其在其他部位表达的这种不一致现象，可能与 PAX2 在参与宫颈腺癌的机制与其他部位的肿瘤不相同有关。总结研究数据可以看出：PAX2在正常子宫颈腺体包括残余中肾管、腺上皮良性增生、输卵管上皮化生、子宫

2、颈内膜异位中均呈阳性表达；在子宫颈腺上皮内瘤变中，随着瘤变级别的升高，PAX2的表达呈下降趋势；在各种类型的子宫颈腺癌中PAX2几乎不表达（包括普通子宫颈腺癌、微偏腺癌、中肾管腺癌、子宫颈内膜样腺癌等）。因此，对子宫颈腺上皮中PAX2的测定可用于区别：子宫颈中肾管增生与微偏腺癌；子宫颈腺体良性增生与微偏腺癌；子宫颈输卵管上皮化生和内膜异位与子宫颈原位腺癌等。另外，PAX2 强阳性的子宫颈内膜样腺癌，要考虑是子宫体内膜样腺癌累及子宫颈的可能，这就与原发于子宫颈的内膜样腺癌中PAX2不表达相区别开来。总之，PAX2在女性生殖系统肿瘤中的表达，有助于判断肿瘤的起源、区别肿瘤的良恶性、预测肿瘤的侵袭力

3、及淋巴结转移，辅助临床进行肿瘤分期及预后判读，从而更恰当的选择手术范围及术后治疗方案。参考文献1 叶璐，中医治疗女性生殖系统恶性肿瘤现状分析，J中医学报，2012；166（27）：275-277.Lu Y，The status of female reproductive system malignancies by TCM,J China journal of Chinese medicine ，2012；166（27）：275-277.2 Hurtado A, Holmes KA, Geistlinger TR, et al.Regulation of ERBB2 by oestrogen

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9、iversity .2010.10;10（39）：861-864.11 刘冲，郭庆，石群立等，PAX2在卵巢浆液性腺癌中的表达及在MDACC 分级系统中的应用价值。J诊断病理学杂志。2012,19（4）298-301.Liu C，Guo Q, Shi QL，etal.Expression of PAX2 and its value in MDACC grading system and ovarian serous adenocarcinoma .J J Diag Pathol.2012,19（4）298-301.12 Gibson W, Green A, Bullard RS,et al.I

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14、ondary Müllerian system origin?J Mod Pathol.2007 Aug;20(8:856-63.19Rabban JT, McAlhany S, Lerwill MF,etal. PAX2 distinguishes benign mesonephric and mullerian glandular lesions of the cervix from endocervical adenocarcinoma, including minimal deviation adenocarcinomaJ. Am J Surg Pathol. 2010，34

15、(2:137-46.20黄文斌，PAX2在宫颈良性中肾和苗勒腺体病变与宫颈内膜腺癌包括微偏性腺癌鉴别诊断中的价值. J 临床与实验病理性杂志.2010，26(3：344.Huang WB，PAX2 distinguishes benign mesonephric and mullerian glandular lesions of the cervix from endocervical adenocarcinoma, including minimal deviation adenocarcinomaJ J Clin Exp Pathol，2010，26（3）：344.前言 缺血性心血管疾病

16、具有高发病率、高死亡率、高复发率及高致残率的特点。早期恢复血液流通是治疗缺血性心血管疾病的关键，而缺血后再灌注（ischemia-reperfusion，IR）则会导致缺血组织损伤程度的进一步加重。IR包括第一阶段的瞬时性缺血（ischemia）和第二阶段的再灌注（reperfusion）2-3, 其不仅导致缺血性损伤，还导致血管内皮损伤，炎症反应、氧化应激、血栓形成等，短暂缺血也诱导了对IR 具有保护作用的缺血预适应反应。但目前参与缺血再灌注损伤过程的作用机制尚未完全阐明。环磷酸鸟苷(3'-5'-cyclic guanosine monophosphate, cGMP-蛋白激

17、酶G(cGMP-dependent kinase 信号通路参与缺血再灌注损伤过程。PKG是内皮型的NOS（endothelial nitric oxide synthase eNOS）产生的一氧化氮（nitric oxide，NO）重要的下游作用底物。研究表明eNOS-NO-cGMP-PKG 信号转导通路在心血管系统缺血再灌注损伤中的作用及研究进展李洋 杨为民 (研究员（通讯作者）（云南省昆明市呈贡新区雨花街道春融西路1168号 昆明医科大学 650500）【, 【354 医药前沿综 述2014年6月eNOS-NO-cGMP-PKG 信号转导通路在缺血再灌注损伤过程中发挥了重要作用。本文就eN

18、OS-NO-cGMP-PKG 信号转导通路在缺血再灌注损伤过程中的作用及研究进展做一综述。1.缺血再灌注损伤的研究现状1955年，Sewell结扎狗冠状动脉后，突然解除结扎，恢复血流，动物发生室颤而死亡。1960年，Jennings第一次提出心肌再灌注损伤的概念；1967年，Bulkley 和Hutchins 发现冠脉搭桥血管再通后的病人发生心肌细胞反常性坏死；1981年，Greenberg等证实猫小肠缺血3小时后再灌注时，粘膜损伤更严重。缺血再灌注损伤是指在缺血的基础上恢复血流后，组织器官的损伤反而加重的现象。有从可逆性损伤到不可逆损伤的转化的特点，同时也具有器官普遍性。近来研究表明，在病理

19、条件下, 即缺血再灌注时，氧自由基生成系统活性增强，氧自由基大量产生并急剧堆积，以不同的方式造成急性或慢性的细胞损伤4；其次，细胞内钙离子平衡状态紊乱，引起钙离子内流和分隔机制的失调，使细胞内Ca2+超载从而导致线粒体功能障碍，同时Ca2+活化Ca2+依赖性的磷脂酶促进膜磷脂的分解，在分解过程中产生的游离脂肪酸、前列腺环素、白三烯、溶血磷脂等，均对细胞产生毒害5；同时，激活血管内皮细胞，粘附分子的分泌增加，促进白细胞与之粘附并产生活性氧，造成脂质过氧化等，致使内皮细胞分泌血管松弛因子（主要是NO）障碍，导致冠脉收缩、血小板聚集，使血流发生障碍而加重损伤6。缺血再灌注损伤导致的血管内皮损伤（En

20、dotheliu dysfunction, ED）与心血管疾病的发病密切相关，ED不仅是CCVD 的早期征兆、症状和重要的诱因之一，参与CCVD 病理过程，是其发生、发展的关键环节。同时ED 也是CCVD 发病导致的严重后果之一7-8，因此，ED成为近来心血管疾病防治的重要干预环节或靶点之一9。通过研究血管内皮损伤来研究缺血再灌注损伤，进而研究其分子机制具有良好的应用前景。2.eNOS-NO-cGMP-PKG信号转导通路2.1 一氧化氮合酶的分型NOS 是一种同工酶，根据NOS 表达的调节、原酶的细胞或组织来源及克隆的先后顺序不同将其分为三种亚型：型主要存在于神经系统的神经细胞，称为神经元型的

21、NOS（neuronal NOS, nNOS）；型主要存在于内皮细胞和平滑肌细胞，称为内皮型NOS（endothelial NOS, eNOS）；型主要存在于巨噬细胞和中性粒细胞，称为诱导型NOS （inducible NOS, iNOS）10。2.2 NO的作用NO 是一种具有代表性的内皮衍生因子，在eNOS 的作用下由血管内皮细胞产生释放，是一种血管扩张因子，也是一种新的细胞信使11，广泛分布于神经组织。在缺血再灌注损伤中，一方面，低浓度的一氧化氮可扩张血管，抑制血小板的聚集；改善组织灌流，减少缺血性损害；另一方面，NO通过活化溶解性鸟苷酸环化酶sGC、降低Ca+浓度、在一定程度上激活蛋白

22、激酶G，降低氧化应激反应；通过抑制血小板、中性粒细胞的活性以及它们在内皮的粘附等机制保护缺血心肌。Bolli等12研究发现，NO具有保护心脏的作用，内源性一氧化氮合酶的活性基因控制的抑制加剧心肌缺血再灌注损伤，而一氧化氮可显著降低这种损伤。2.3 cGMPcGMP 是一种细胞内普遍存在的第二信使，由鸟苷酸环化酶（gunaylate cyclase GC）作用于三磷酸鸟苷(guanosine triphosphate GTP 而生成13。在缺血再灌注损伤的作用机制中，cGMP激活，进而激活其下游的PKG（cGMP dependent protein kinase，PKG）,对缺血组织发挥保护作用

23、。2.4 蛋白激酶GPKG 即蛋白激酶G，又称为cGMP 依赖型的蛋白激酶。PKG有两种类型，即PKG 和PKG 。PKG 主要位于细胞质的基质，由于N末端的剪接不同，PKG又包含PKG 和PKG 两种亚型，且两种亚型经常一起表达。PKG和PKG 在不同的组织中分布不同，在所有的平滑肌细胞中，PKG都有较高浓度的表达，包括血小板和血管平滑肌细胞，在血管内皮细胞中的分布较少；而PKG 则主要存在于小肠、肾，脑。缺血再灌注时，PKG被cGMP 激活，可以磷酸化下游蛋白的Ser/Thr的羟基，从而实现对缺血再灌注损伤的保护作用。2.5 cGMP-PKG信号通路cGMP/PKG信号通路是细胞内重要的信

24、号转导通路之一，缺血再灌注造成血管内皮损伤，进而导致内皮细胞一氧化氮合成酶（eNOS）活性减弱，NO合成减少，抑制了NO-cGMP-PKG 信号通路，导致血管内皮依赖性舒张反应减弱14。缺血再灌注时可通过激活内源性的eNOS-NO 系统，从而激活cGMP-PKG 信号转导通路，发挥对抗缺血再灌注损伤的作用。eNOS-NO-cGMP-PKG信号转导通路在缺血再灌注损伤作用机制中通过多种途径保护缺血组织。PKG通过自身磷酸化生成p-PKG，然后诱导Vasodilator stimulated phosphoprotein（VASP）磷酸化生成p-VASP，最终导致舒张血管、抑制血小板聚集等反应15

25、-16。2.6 cGMP-PKG信号转导通路对eNOS-NO 系统的激活作用蛋白激酶G 在该信号通路中发挥着中心调控作用。一方面，PKG直接刺激eNOS 生成NO, 增加信号强度；另一方面PKG 可通过几种非特异性的机制调节细胞内Ca +浓度，细胞内Ca+水平是eNOS 活性的关键因素，当细胞内钙离子达到一定浓度时，CaM的结构发生变化，并与Ca+形成复合物（Ca+-CaM）。Ca+-CaM 与eNOS 结合，使后者构像发生变化，并破坏eNOS 与小窝蛋白-1的结合，从而激活eNOS 17-19。3. eNOS-NO-cGMP-PKG信号通路在缺血再灌注损伤过程中的作用3.1 eNOS-NO系

26、统在缺血再灌注损伤中的作用eNOS 是Ca +依赖性NOS，大量存在于血管内皮细胞中，生理状态下可诱导产生少量的NO，起到舒张血管、抑制白细胞和血小板的聚集等20。Raymond21研究发现，eNOS缺陷会影响小鼠的抗炎功能，提示eNOS 诱导生成的NO 有重要抗炎作用。Yang等22对心肌缺血再灌注鼠用脂多糖进行诱导，发现其NO 含量升高，结果使冠状动脉阻力和心律失常发生率均降低，保护了缺血心肌。Kanna等23用NO 供体S-nitroso-N-acetyl-d, L-penicillamine (SNAP）使NO 合成增加，结果抑制了气管平滑肌细胞钙的释放，钙离子浓度降低，表明NO 可通

27、过cGMP 途径消除氧自由基。Yasmin等24用缺血再灌注鼠心脏于缺血前5分钟和再灌注开始5分钟用NO 供体进行灌注，使超氧阴离子明显减少，心功能得以保护。3.2 cGMP-PKG信号通路在缺血再灌注损伤中的作用近年来国内外学者研究发现，缺血再灌注损伤与一些细胞信号转导通路密切相关, 许多药物及机械处理的作用都是通过这些信号通路来实现的13。其中cGMP-PKG 信号转导通路在缺血再灌注损伤中发挥着重要的作用。在病理生理条件下（即缺血再灌注损伤），cGMP激活PKG，PKG通过自身磷酸化生成p-PKG, 然后诱导VASP（Vasodilator stimulated phosphoprote

28、in，VASP）磷酸化生成p-VASP, 最终导致血管舒张、抑制血小板聚集等反应15-16。潘等13通过结扎新西兰兔冠状动脉左前回旋支后恢复血流进行再灌注造成缺血再灌注损伤模型，采用伊文思蓝和氯化三苯基四氮唑双染色法测定心肌梗死面积，证明cGMP-PKG 信号转导通路对心肌缺血再灌注损伤产生保护作用；Lochner25等研究发现，通过预处理诱导心肌的保护作用从而对抗缺血再灌注损伤，与心肌细胞中cGMP 含量的升高有关；Penna26等报道，在进行过后处理的大鼠离体心脏中cGMP 的含量增加，心肌梗死面积减少。4.小结随着缺血再灌注损伤机制的深入研究，对缺血性心血管疾病具有深远意义。eNOS-N

29、O-cGMP-PKG信号转导通路作为缺血再灌注损伤重要作用机制之一，受到极大关注。但是，缺血再灌注损伤的分子机制相互交错，尚需更深入研究各种作用路径和机制。目前，通过对缺血再灌注损伤分子机制的研究，从不同的通路干预其病理过程，寻找有效的药物靶点，为临床防治缺血性心血管疾病提供新方法。参考文献1 Beyersdorf F, Schlensak C. Controlled reperfusion after acute and persistent limb ischemia . Semin Vasc Surg, Mar 2009; 22(1: 52-72 Elizabeth Murphy and

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34、1 韦标方2(1泰山医学院 山东泰安 271000(2临沂市第一人民医院骨科 山东临沂 276003【摘要【股骨头坏死（ osteonecrosis of the femoral head，ONFH）是一类进行性的致残性疾病，主要影响30到60岁的病人。如果不进行任何干预，在1-4年内70%的病人将会出现塌陷，最终进行全髋关节置换1。 其病因多与使用激素，过度饮酒，创伤等因素有关，最终影响股骨头血供，引起坏死，塌陷。ONFH治疗方法较多，包括手术和非手术治疗，虽然非手术治疗方案在不断进步，但手术方案在ONFH 的治疗中仍起着重要的作用。1保留股骨头的治疗1.1髓芯减压术髓芯减压术适用于早、中期

35、的股骨头坏死，作用是缓解骨内压力。在其在短期延缓股骨头坏死的作用得到较为广泛的肯定，但也不是对所有类型的股骨头坏死都有比较理想的效果，王伟等2通过实验证明髓芯减压术对由于激素原因导致的股骨头坏死长期疗效不佳。其他一些因素也同样影响着髓心减压术的疗效，Abrisham等3对25例（37髋）进行了髓心减压术治疗，其中有8名患者有静脉注射过丁基原啡因。2年后观察这8例（12髋）病人，其中9髋进展为Ficat 期，3髋进展为期，故可以认为对于静脉注射毒品的患者，髓心减压术疗效不佳。根据通道数量与孔径的大小不同，可以分为传统的粗通道髓芯减压术和细针钻孔减压术。应用10-mm 钻环的粗通道髓芯减压术，术后

36、患者不能承重，需要进行卧床休息，术后骨折的可能性也比较大，所以通常联合骨移植术或多孔钽棒植入术而不单独使用。单纯的髓心减压术多采用3mm,3.5mm 或4mm 的多通道小孔径髓芯。在髓芯减压的基础上也可以联合干细胞移植，Lim等4报道对128例（190）髋病人分组后进行1. 髓芯减压术加植骨2. 干细胞移植，并且随访5年后将疗效进行对比，其研究结论为两种手术对于Ficat 、期ONFH 患者的治疗效果并无差异。也有学者在尝试联合各种生长因子5及基因方面6治疗, 结果表明在动物实验上有一定的成果，但能否要达到满意的疗效还需要进一步的临床研究。比较两种髓芯减压术，Floerkemeier等7通过有

37、限元素分析和临床研究证明多通道小孔径的治疗效果要优于单通道大孔径。1.2骨移植术1.2.1不带血管的骨移植术这种方法是通过去除坏死病灶，植入自体骨松质骨或异体骨来支撑软骨并且促进新骨的形成。通常有3种手术方式，即在髓芯减压后植骨8、股骨颈开窗法（“灯泡”法）9、股骨头脱位后直接软骨开窗。前两种临床上使用较多。Liu等10对87例（114髋且Ficat 分期、期分别为16、68、30髋）ONFH患者行髓心减压和植骨治疗，平均随访8年9个月，其中期生存率为60%，而、期生存率均为90%以上。蒋玮11等则是通过股骨头颈交界处开窗，通过打压植骨对52例（60髋）患者进行治疗，且随访1154个月，长期的

38、生存率为78.2%。因此不带血管的骨移植在早、中期ONFH 患者的疗效是得到肯定的，也可以作为髋关节置换前的一种过渡型手术。/Akt pathway in propofol-induced postconditioning against focal cerebral ischemia-reperfusion injury in rats.Brain Res,2009,1297: 177 -18411 谭华, 何晓英，李小刚.大鼠局灶性脑缺血再灌注后脑组织一氧化氮水平的实验研究.中国现代医学杂志.2008,18(912Bolli R.Cardioprotetive function of in

39、ducible nitric oxide synthase and role of nitric oxide in myocardial ischemia and preconditioning:an overview of a dacade of researchJ.J Mol Cell Cardiol,2001,33(11:1897-198113 潘国焰, 林荣，吴兵，洪美满，陈乘波，黄雪娥.环磷酸鸟苷/蛋白激酶G 信号通路的激活与再灌注损伤挽救激酶信号通路的关系.重庆医科大学学报.2013年第38卷第12期14 Zhang Y，Wang X,Zhao J,et al.Adiponecti

40、n inhibits oxidative/nitrative stress during myocardial ischemia and reperfusion via PKA signaling.Am J Physiol Endocrinol Metab,Dec 2013;305:E1436-E144315 Kohler D,Straub A,Weissmuller T et al.Phosphorylation of Vasodilaor- Stimulated Phosphoprotein Prevents Platelet-Neutrophil Complex Formation and Dampens Myocardial Ischemia-Reperfusion Injury. Criculation, 2011;123:2579-259016 Oelze M, H, Hoffmann N,et al. Vasodilator-Stimulatd Phosphoprotein Serine 239 Phosphorylation as a Sensitive Monitor of Defective Nitric Oxid/CGMP Signali