组织蛋白酶与动脉硬化的关系

1、组织蛋白酶与动脉硬化的关系【关键词】动脉硬化;组织蛋白酶组织蛋白酶(athepsin，at)是溶酶体内的蛋白水解酶，根据其活性部位所含的氨基酸的不同，at可以分为丝氨酸at(如atA和G)、天冬氨酸at(如atD和E)和半胱氨酸at()。其中，属于蛋白酶lanA中的木瓜蛋白酶家族(1)1。在半胱氨酸蛋白酶家族的成员中，atB、F、H、和Z在大多数组织中均有表达。尽管分布的范围很广，某些特殊的组织细胞中某些酶有更高的含量。1构造及活性调控纯化的at通常由二硫键连接的重链与轻链构成。除了四聚体的at以外，其他都是30kD的单体。木瓜蛋白酶样酶类有两个构造域，在这两个域的交接点有V型活化位点。溶酶体

2、的活性可通过多种方式调节，其中最重要的是酶原的激活及抑制内源性蛋白酶抑制剂(ystatins)，与其他的蛋白水解酶相似，at以无活性的前体的形式被合成，通过去除N端的前肽而被激活。2组织蛋白酶的生理功能2.1抗原递呈H类分子递呈多种内吞蛋白水解产生的抗原肽到D4+细胞。恒定链(Ii)在H分子的加工过程中扮演着重要角色。at通过两种途径参与H的抗原呈递过程：即降解内吞的抗原蛋白和恒定链Ii的加工处理1。文献报道，早期体外研究证明B、L、S和天冬氨酸atD和E参与恒定链的降解及外源性蛋白递呈，atB和D缺陷的小鼠证实这两种酶在恒定链降解及内源性及外源性蛋白递呈中作用，但是，atL和S缺陷的小鼠会导

3、致H类分子成熟缺陷，atL通过不完全恒定链的降解特异性参与H类分子的递呈，这一过程在皮质胸腺上皮细胞而不是在骨髓源性抗原递呈细胞中，在大多数细胞类型中，at在恒定链加工中表现为重要的作用，atS缺陷的小鼠无法处理恒定链超过10kD的片段，atS恒定链的降解证实了一种选择性atS不可逆抑制剂LHVS和蛋白抑制剂ystatin，结果说明在脾和树突状细胞中，at是一个很大的恒定链加工酶，在B细胞中有成熟的atL但在树突状细胞中探测不到有活性的酶2。这些说明atL的活性在这些细胞中可能被atL的特异性抑制剂调控，在中性和弱碱性pH值环境下，通过P41恒定链合成的at稳定，在骨髓源性抗原递呈细胞中，缺乏

4、p41恒定链，atL的程度大大减低。2.3基质降解at在蛋白降解中起重要作用，除溶酶体外，根据细胞类型和细胞微环境，at可在多处分布并发挥功能atK、L和S是己知的最有效的弹性蛋白酶，在体外，atB可以降解N和V型胶原及纤维连接蛋白。atL、S和K可降解原纤维胶原，纤维连接蛋白和层黏连蛋白。DPPI可剪切纤维连接蛋白，型、型和型胶原。在体内，蛋白水解酶必须在能保持其活性的微环境中接触到基质分子才能发挥其基质降解活性。在胞内，它们可降解吞噬的基质分子或者分泌到胞外进展降解。除基质降解外，还参与生长因子、血管增殖调节及协助其他细胞因子调节等，有助于细胞迁移、增殖及凋亡等的调节5。atD降解细胞内蛋

5、白，在前列腺癌细胞中，它是可分泌蛋白酶，可产生血管抑素(angistatin);在肿瘤组织中，atB、D、H、L重新分布并高表达，提示at在肿瘤浸润、转移中起作用。由于at广泛的底物特异性，可对许多分子进展修饰、加工，使它们活化、失活，发挥重要的作用。3at在动脉硬化(AS)中的作用3.1at在AS中的表达在载脂蛋白E基因敲除的小鼠动脉硬化模型中atB、L、F的RNA和蛋白程度表达增加，而且证实在AS的官腔旁及巨噬细胞中的阳性率最高。但在正常动脉中仅有微量表达。早在1998年，Sukhva等6就发现atK存在于人As病变中，而正常血管中atK表达很少;早期AS斑块中atK主要表达于内膜和中膜的

6、平滑肌细胞;进展的粥样斑块中，atK主要定位于纤维帽的巨噬细胞和平滑肌细胞中。研究7进一步指出，atK存在于多种细胞如巨噬细胞、平滑肌细胞和内皮细胞中;其RNA和蛋白表达程度在进展的粥样斑块中表达最高，其次为含有血栓的粥样斑块，早期AS病变最低，但仍高于正常血管。atS是在AS中描绘的最广泛的蛋白酶。其在AS中的表达位置与atK相似。而且发现血管腔的内皮细胞和微血管斑块也表达atS。与正常血管相比，atSRNA和蛋白在AS内膜中表达程度增加8。这结果说明at参与AS的形成。转贴于论文联盟.ll.4at与剪切应力的关系在AS的初始阶段，剪应力使内皮细胞对脂质浸透性增加,使内皮细胞表达黏附分子，促

7、使白细胞迁移至血管壁。震荡剪切应力与致AS区域有关，层剪切应力与AS保护区域有关。最近的研究证明，分泌atL是剪切应力依赖的基质蛋白酶。受抑制的atL抑制震荡剪切应力诱导小鼠主动脉内皮细胞的明胶酶和弹性蛋白酶活性，而对层剪应力诱导的活性无作用13这说明atL是剪应力敏感的蛋白酶，在血管重塑和动脉硬化中有重要作用。同样的研究还说明，atK同样受剪切应力的调节，高振荡切应力增加内皮细胞中atK的RNA和蛋白的表达程度和活性，内皮细胞中的atK有助于剪切应力相关的细胞外基质蛋白水解活性的调节，内皮细胞中atK的表达与人冠状动脉内弹力层的破裂显著相关6。这些结果提示atK和L是at家族中对切应力敏感的成员，通过切应力的调节，atK和L在血管壁的细胞外基质重塑过程中起重要作。5at与脂质代谢和炎症的关系6at天然抑制剂在动脉硬化中的作用7展望at在AS中起重要作用。抑制at活性可减少细胞外基质的降解，促进斑块纤维化，可能有助于延缓斑块进展，增加斑块的稳定性。尽管已有许多药品公司致力于at抑制剂的开发，但他们主要研究的是其在骨质疏松症和骨关节炎中的疗效。at抑制剂是否能用于AS等心血管疾病的治疗目前尚无相关资料。最近有研究提示at可作为AS的一项诊断指标。atL在至少一支冠状动脉狭窄10%