促红细胞生成素预处理对缺血-再灌注心脏保护作

研究进展

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．继续教育

促红细胞生成素预处理对缺血一再灌注心脏保护作用的研究进展

刘晓明徐建国

促红细胞生成素（Ⅱ℃）原本是机体缺氧状态下分泌的刺激骨髓造血细胞，促进红系祖细胞增生分化的糖蛋白激素。近年来的研究表明，ⅡＤ尚具有多种非血液系统生理效应，是一种多功能的组织保护因子，其中包括对心脑等重要脏器缺血一再灌注损伤的保护作用。本文就ⅡＤ及其受体的结构，对缺血一再灌注心肌的保护作用及可能的机制等作一综述。

概

述

既】ｏ的生物学结构和生理作用既Ｄ是一种主要调节红细胞生成的糖蛋白激素。人类的ＥＰＯ基因位于第７号染色体长臂２２区，编码着包含１９３个氨基酸（ａａ）的蛋白前体，在切割去２７个ａａ序列、糖基化作用以及移除ｃ末端的精氨酸后，最终形成了血循环中存在的ＥＰＯ。血浆中存在的ＥＰＯ于１９４８年由Ｂｏｎｓｄｏｒ与Ｊａｌｖｉｓｔｏ首先发现，分子量约３０．４ｋＤ，由１６５个ａａ组成，糖基化程度很高，糖基成分主要是唾液酸。既】Ｏ包含４条糖基化链，分别为三条含Ｎ基和一条含０基的酸性寡糖侧链，其糖基化链对于ⅡＤ的生物学活性和Ⅱ】０蛋白免受氧自由基损伤有着必不可少的作用，决定Ⅱ）０在体内有更长的半衰期和与受体结合的更强亲和力［１］。传统认识中，ＥＰＯ是一种作用于骨髓造血细胞，促进红系祖细胞增生分化和成熟的内分泌激素，胚胎早期由肝生成，然后逐渐向肾转移，出生后约９０％的Ⅱ】（）由肾小管间质细胞分泌。其他一些组织如骨髓巨噬细胞、脑星形胶质细胞以及大鼠和人的心

肌细胞也能表达产生口。引。ＥＰＯ的产生受组织氧合状态

调节，组织氧的降低可刺激肾脏和肝脏中ⅡＤ的产生并使其受体表达增高。重组人促红细胞生成素（ｒ１１日Ｐ０）是利用基因

工程人工合成的外源性日Ｏ，与人体的内源性ＥＰＯ有着相同

的ａａ序列和生物特性。

职）与Ⅱ）Ｏ受体（ＥＰ（）Ｒ）的相互作用Ⅱ）０属于Ｉ型细

胞因子家族，其受体基因位于第１９号染色体，长约６ｋｂｐ。ＥＰ（）Ｒ属细胞因子受体超家族一员，分子量约为５５ｋＤ，由胞浆区、跨膜区和胞外结合区三部分组成，共有５０８个ａａ残基，分别为２３６个ａａ的胞浆区、２２个ａａ的跨膜部分、２４个越的信号肽和２２６个ａａ的末端部分。胞浆区含有两个高度保守序列ｂｏｘｌ和ｂｏｘ２，是促成有丝分裂和诱导酪氨酸磷酸化配基偶联必需的。跨膜区部分为与酪氨酸激酶家族的Ｊａｎｕｓ激酶２（ＪＡＫ－２）结合所必须。胞外区含有在细胞表达正确折叠和表达所需的高度保守的ＷＳＸＷＳ氨基酸序列的两对半胱氨酸残

作者单位：２０００９２上海交通大学医学院附属新华医院麻醉科（刘晓明）；南京军区总医院麻醉科（徐建国）

万方数据

基［１］。近年来，人们发现ＥＨ）Ｒ在多种细胞中均有表达，包括

神经元细胞、星形胶质细胞、脑内皮细胞、血管内皮细胞、血管平滑肌细胞以及心肌细胞等［２］。ＥＰＯ与其受体结合，引起受体的二聚化作用，从而启动和激活一系列细胞内信号转导通路。Ｊａｎｕｓ激酶２（ＪＡＫ－２）活性的激活是细胞内信号转导的首要一步，使两个ＪＡＫ－２和一个酪氨酸激酶与Ｅ＝Ｐ（）Ｒ的胞浆区

靠近，而后导致嗍的自身磷酸化。胞浆区的８个酪氨酸

残基都有可能被磷酸化，再吸引一些继发的细胞内信号传导蛋白［如磷脂酰肌醇－３激酶（Ｐ１３Ｋ）和丝裂原活化蛋白激酶

（ＭＡＰＫ）－］去结合ＥＰＯＲ［ｈ３｜。

ＥＰＯ对缺血一再灌注心脏的保护作用

１９８６年Ｍｕｒｒｙ等［４］在犬实验模型中发现，多次短暂的

阻断冠脉可以减少其后长达４０ｍｉｎ的缺血所致的心肌梗死面积，首次提出了心肌缺血预处理的概念：单次或多次短暂的缺血，可以对继之发生的较长时间的心肌缺血一再灌注起到保护作用，表现为梗死面积减少，心肌钝抑减轻，心律失常发生率降低等。近期，研究者惊喜地发现，ＥＰＯ／ｒｈＥＰ０对动物模型的缺血性心肌损伤也有类似的保护作用，主要体现在以下一些方面。

改善心室功能采用Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ装置灌注的离体动物心脏研究发现，给予ｒｈＥＰＯ１５ｒｎｉｎ后（离体心灌注给予）［５］或２４ｈ后（在体腹腔给药方式），左心室的功能都能获得显著改善。在缺血前１２ｈ或者３０ｒｎｉｎ缺血开始时给兔子静脉单次注射ｒｈＥＰｏ均能在其后的再灌注期间保护左心室功能，左室峰压和舒张末压得到显著改善［６］。

抗凋亡作用

ｒｈＥＰＯ的抗凋亡效应的发现始于其对缺

血性脑损伤的保护作用［３］。在体外培养的内皮细胞培养液中加入ｒｈＥＰ０，发现细胞对缺氧刺激的耐受性提高，缺氧所致的细胞凋亡明显减少［７３。当心脏遭受缺血一再灌注损伤时，内皮细胞的凋亡发生在心肌细胞凋亡之前。研究者们观察到ｒｈＥＰ０显著降低了大鼠缺血损伤后心脏中的未端脱氧核苷酸转移酶缺口标记法（ＴＵＮＥＬ）阳性细胞数量和ｃａｓｐａｓｅ－３的激活。

降低心肌梗死面积在体兔模型于缺血前１２ｈ、缺血开始时或者再灌注开始时静脉给予ｒｈＥＰＯ，在为期３ｄ的再灌注结束时用氯化三苯四唑染色法检测心肌梗死的情况，给药组的白色梗死区域明显小于对照组［引。

减轻心肌梗死后心室重构

心肌梗死后期常因梗死区

膨出和心室重构引起心室扩张，近期的一篇研究发现，单次注射ｒｈＥＰＯ能明显消除缺血一再灌注刺激后大鼠该现象的