内皮素与血管性疾病的研究进展
作者：何剑峰 胡世红
单位：广西柳州市第一人民医院 (柳州 545001)
关键词：
右江民族医学学报9802117 内皮素(endothelin, ET)是由血管内皮细胞分泌的一种血管活性多肽。ET作为机体的一种内源性致病因子参与机体上百种疾病的病理过程，特别是在机体血管性疾病的发生发展中起着重要的作用。
1 ET的来源与理化特性[1～4]
ET是由血管内皮细胞分泌的含21个氨基酸残基的血管活性多肽，其C端为色氨酸残基，N、C两端之间含有两个二硫键桥。其最初由日本学者柳译于1988年从培养的猪主动脉内皮细胞分离纯化而得。其生物学活性主要取决于其环状结构和C末端的氨基酸残基，如去除C端第21位的L-色氨酸残基或用D-色氨酸代替之，其活性明显下降。若用肽酶在第9位水解赖氨酸或将其碳胺基甲基化，ET的活性将降低200倍。
, 百拇医药
ET是从内皮素前体原转化而来，内皮素前体原是由203个氨基酸残基构成，经肽酶水解后形成内皮素前体(big endothelin)。组织中ET主要以前体形式存在，前体经转化酶水解后形成有活性的ET。现已证实组织蛋白D样蛋白酶、中性蛋白酶和金属蛋白酶均具有把内皮素前体转化为有活性ET的能力，故被称为ET转化酶。目前已发现ET有ET1、ET2、ET3和血管小肠收缩肽(VIC)4种异构肽。ET1、ET2及ET3的基因分别定位于第6、1和20号染色体上，VIC的基因与ET2的基因结构相似，也定位于1号染色体上。人ET1的基因全长5000bp，其中包含5个外显子和4个内含子，ET1由第1外显子编码。人体内尚未发ET1的同源物质，但它与蛇毒、蝎毒蛋白有60%～80%的氨基酸同源，它们同属一个古老的基因家族，其生物学效应也非常相似，除内皮细胞外，ET的mRNA还广泛分布于血管平滑肌、肺和支气管上皮、肾脏、胎盘、子宫、卵巢、甲状腺、肝脏、肠道、脑神经、胶质细胞和视网膜等组织细胞，说明这些组织和器官具有合成和分泌ET的能力。
, 百拇医药
2 ET的生物学效应[5～7]
内皮素和其受体广泛分布于机体各种组织细胞，对机体的各种功能几乎都有影响，在此仅对血管方面的影响作一叙述。
2.1 对心血管系统的影响 ET是目前已知的最强的血管收缩剂，其效应是去甲肾上腺素的100倍，前列腺素F2a的1000倍；其对体内各脏器血管几乎都有收缩作用，且对静脉的作用比对动脉强。α、H1和5-羟色胺受体阻滞剂不能阻断ET的缩血管效应，ET持续的缩血管效应可能参与血压的长期调节。此外，ET还具有类似生长因子样作用，通过激活C-fos和C-myc等原癌基因促进平滑肌细胞的增殖。
2.2 对视网膜微循环的影响 研究表明ET对视网膜血管径和局部血流量的非神经性调节起关键作用，其一方面刺激内皮细胞合成血管扩张剂如一氧化氮、前列腺环素等；另一方面又刺激与之相应的外皮细胞收缩，管经变小，从而使内皮运用分子控制血管的状态来调节局部血流量。内皮细胞与外皮细胞相互作用的紊乱势必影响视网膜微循环的功能，从而合成为视网膜血管病变的病理基础。
, 百拇医药
2.3 其他脏器血管 ET还可使肾血管收缩，肾血流量减少和肾小球滤过率减少，并促进近曲小管对钠和水的吸收，这可能是原发性高血压的病理基础之一。此外，ET还可使门静脉发生强烈收缩。
2.4 ET的作用机理 一般认为ET是通过增加细胞内Ca2+浓度而发挥其生物学效应。ET与其受体结合后通过G蛋白-磷酸肌醇系统而增加细胞内Ca2+浓度，产生ET快速效应。细胞内Ca2+浓度升高后又可激活Cl-通道，使Cl-外流，膜电位降低进而激活电压依赖的Ca2+通道，使Ca2+进一步内流而产生ET持续效应。
3 ET受体与拮抗剂[8～11,14]
1990年Arai等首次从牛的肺组织中克隆到了ET受体(ETR)的cDNA片段(ETR cDNA)，该cDNA有一个由1281bp组成的开放性阅读框，编码427个氨基酸残基，其可用爪蟾表达系统成功地表达出有活性的ETR，且对ET1有特异性的高亲和力，但对其它几种ET异形太的亲和力则较低，Ara等称其为ET1受体。不久Sakurai等又成功地从大鼠肺组织中克隆到另一种ETRCDNA，其开放性阅读框为1323bp，编码为441个氨基酸残基，利用猴COS-7细胞表达出的ETR对ET1、ET2、ET3表现出同等的亲和力，而称为无选择性ET受体。受体均由单一肽链组成，约有440个氨基酸，分子量约49000，位于膜外的N端含有1～2个糖化位点(Asn)，以及大量脯氨酸(pro)，膜内部分由约80个氨基酸组成，肽键中部主要由疏水氨基酸组成，构成7个跨膜域，每个跨膜域由20～27个氨基酸组成。ETR的结构符合G蛋白偶联受体超家庭。ETR的C端则含有较多丝氨酸(Ser)及苏氨酸(Thr)，能被蛋白激酶C(pkc)磷酸化，提示ETR可能受磷酸化调节。现已发现一系列的ET拮抗剂。1991年Thara等从链球菌发酵产物中先后提取出BE-18257A及BE-18257B两种环五肽，两者均能呈剂量依赖地抑制ET1与ETR的结合，Thara于不久后又人工合成了BE-18257的类似物BQ-162、BQ-123及BQ-153，BQ系列作用较BE-18257更强，其能更有效地阻断ET的生物效应。1993年国内马金城的研究表明川芎嗪能有效地对抗ET1的血管收缩作用。
, 百拇医药
4 内皮素与血管性疾病[6,12～14]
生理状态下血浆内皮素在fmol/L水平，不起循环激素作用。但在某些病理条件下，ET的过度合成和释放与疾病的发生发展有密切有关系。血管内皮是最易受损的靶细胞，ET是涉及血管内皮损伤的共同发病因素之一。内皮细胞的损伤可导致血浆ET浓度的增加，ET浓度的增加又可引起血管内皮的损伤，ET的增加可通过靶器官上的受体或其它途径引起各种合并症。如高血压、肾病及糖尿病的血管性并发症。ET的促血管平滑肌增殖及强烈而持久的缩血管效应在高血压的发病中有重要作用。一些研究表明，原发性高血压和孕期高血压患者体内ET水平增高。在局部缺氧时ET的血管作用增强。因此，缺氧既能增加ET的生成，又能增强其作用。还有一些研究表明从静脉内注射ET1后，视网膜组织中CAMP及CAMP/CGMP下降，血管收缩，管径变细，ATP含量减少，随着ET1作用的减弱，视网膜组织局部血管收缩和缺氧状态得到改善，CAMP及CAMP/CGMP恢复正常。提示血浆或局部的ET1水平与视网膜微循环及代谢的平衡状态有关。ET1浓度的异常可导致微循环及代谢的平衡异常，而成为视网膜血管病变的基础。
, http://www.100md.com
ET是近年来发现的内源性血管活性物质，其作用广泛，并参与多种生理活动和病理过程，糖尿病并发多脏器的病理基础为微血管基底膜增厚并常有微循环的异常，ET在这些并发症的病理生理方面可能起着重要的作用。所以，探索ET的特性与功能对防治这些病变有着十分重要的意义。
参考文献
1 Yanagisawa M, Akihba J, Ueno N, et al. A novel patent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothalial Cells. Nature，1988；332：411
2 Bobik A, Grooms A, Milar JA. et al. Grouth factor activity of endothelinon vascular smooth mnscle. Am J physiol，1990；258：408
, http://www.100md.com
3 Miasiro N, Yamamoto H, Karaide H, et al. Dose endothelin mobilize Calcium from intracelluar store sites in rat aortic vascular culture. BBRC，1988；156：312
4 Komaro J Kurihara H, Sugiyama T, et al. Endothlin stimulates c-fos and c-myc expresslon and proliferation of vascular smooth muscle cells. FEBS Lett，1988；238：244
5 严宏，张东杲，李梅菊.内皮素Ⅰ型对豚鼠视网膜组织CAMP和CGMP的影响.中华眼底病杂志，1995；11：63
6 Lerman A, Watson PG. Leitch RJ. et al. Endothelin. a new vasoactive ocular peptide Britis Jophthalmology，1992；76：107
, 百拇医药
7 Scoggins BA, Reibach S. Characterization of Endodthelin. clin Exp pharmacol physiol，1989；16：235
8 Aral H, Kazuhiro A, Sandip M. Production of endothelin 1 by Cultured bovine retinal endothelial Cells and presence of ecdothelin receptors on associated pericytes. Nature，1990；348：730
9 Sakural T, Tomohito M, et al. endothelin receptors in rats Lung. Nature，1992；350：732
10 Thara M, Mathew W. Endothelin receptor antagonist. Biopnys Res Comm，1991；178：132
, http://www.100md.com
11 Thara M. Blak H. Larry P. The effect of endothelin receptor antagonist on Blood Pressure in rabbits Life. scence，1991；50：247
12 Cioofi GA. Baskirk EM, Microvasculature of the anterior optic nerve. surv opthalmol，1994；38：107
13 Miller RC, Hay DW. Effect of catum channel blockers on the response to endothelin-1, bradykinin and sodium nitroprusside in porcine lung arteries. Trends Pharmacol Scl，1993；14：29
14 马金城，袁海涛，盛树开，等.内皮素-1对大鼠血管平滑肌的作用及川芎嗪的对抗效果.中国药理与毒理学杂志，1993；7：170
(1997-01-25收稿), 百拇医药
单位：广西柳州市第一人民医院 (柳州 545001)
关键词：
右江民族医学学报9802117 内皮素(endothelin, ET)是由血管内皮细胞分泌的一种血管活性多肽。ET作为机体的一种内源性致病因子参与机体上百种疾病的病理过程，特别是在机体血管性疾病的发生发展中起着重要的作用。
1 ET的来源与理化特性[1～4]
ET是由血管内皮细胞分泌的含21个氨基酸残基的血管活性多肽，其C端为色氨酸残基，N、C两端之间含有两个二硫键桥。其最初由日本学者柳译于1988年从培养的猪主动脉内皮细胞分离纯化而得。其生物学活性主要取决于其环状结构和C末端的氨基酸残基，如去除C端第21位的L-色氨酸残基或用D-色氨酸代替之，其活性明显下降。若用肽酶在第9位水解赖氨酸或将其碳胺基甲基化，ET的活性将降低200倍。
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ET是从内皮素前体原转化而来，内皮素前体原是由203个氨基酸残基构成，经肽酶水解后形成内皮素前体(big endothelin)。组织中ET主要以前体形式存在，前体经转化酶水解后形成有活性的ET。现已证实组织蛋白D样蛋白酶、中性蛋白酶和金属蛋白酶均具有把内皮素前体转化为有活性ET的能力，故被称为ET转化酶。目前已发现ET有ET1、ET2、ET3和血管小肠收缩肽(VIC)4种异构肽。ET1、ET2及ET3的基因分别定位于第6、1和20号染色体上，VIC的基因与ET2的基因结构相似，也定位于1号染色体上。人ET1的基因全长5000bp，其中包含5个外显子和4个内含子，ET1由第1外显子编码。人体内尚未发ET1的同源物质，但它与蛇毒、蝎毒蛋白有60%～80%的氨基酸同源，它们同属一个古老的基因家族，其生物学效应也非常相似，除内皮细胞外，ET的mRNA还广泛分布于血管平滑肌、肺和支气管上皮、肾脏、胎盘、子宫、卵巢、甲状腺、肝脏、肠道、脑神经、胶质细胞和视网膜等组织细胞，说明这些组织和器官具有合成和分泌ET的能力。
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2 ET的生物学效应[5～7]
内皮素和其受体广泛分布于机体各种组织细胞，对机体的各种功能几乎都有影响，在此仅对血管方面的影响作一叙述。
2.1 对心血管系统的影响 ET是目前已知的最强的血管收缩剂，其效应是去甲肾上腺素的100倍，前列腺素F2a的1000倍；其对体内各脏器血管几乎都有收缩作用，且对静脉的作用比对动脉强。α、H1和5-羟色胺受体阻滞剂不能阻断ET的缩血管效应，ET持续的缩血管效应可能参与血压的长期调节。此外，ET还具有类似生长因子样作用，通过激活C-fos和C-myc等原癌基因促进平滑肌细胞的增殖。
2.2 对视网膜微循环的影响 研究表明ET对视网膜血管径和局部血流量的非神经性调节起关键作用，其一方面刺激内皮细胞合成血管扩张剂如一氧化氮、前列腺环素等；另一方面又刺激与之相应的外皮细胞收缩，管经变小，从而使内皮运用分子控制血管的状态来调节局部血流量。内皮细胞与外皮细胞相互作用的紊乱势必影响视网膜微循环的功能，从而合成为视网膜血管病变的病理基础。
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2.3 其他脏器血管 ET还可使肾血管收缩，肾血流量减少和肾小球滤过率减少，并促进近曲小管对钠和水的吸收，这可能是原发性高血压的病理基础之一。此外，ET还可使门静脉发生强烈收缩。
2.4 ET的作用机理 一般认为ET是通过增加细胞内Ca2+浓度而发挥其生物学效应。ET与其受体结合后通过G蛋白-磷酸肌醇系统而增加细胞内Ca2+浓度，产生ET快速效应。细胞内Ca2+浓度升高后又可激活Cl-通道，使Cl-外流，膜电位降低进而激活电压依赖的Ca2+通道，使Ca2+进一步内流而产生ET持续效应。
3 ET受体与拮抗剂[8～11,14]
1990年Arai等首次从牛的肺组织中克隆到了ET受体(ETR)的cDNA片段(ETR cDNA)，该cDNA有一个由1281bp组成的开放性阅读框，编码427个氨基酸残基，其可用爪蟾表达系统成功地表达出有活性的ETR，且对ET1有特异性的高亲和力，但对其它几种ET异形太的亲和力则较低，Ara等称其为ET1受体。不久Sakurai等又成功地从大鼠肺组织中克隆到另一种ETRCDNA，其开放性阅读框为1323bp，编码为441个氨基酸残基，利用猴COS-7细胞表达出的ETR对ET1、ET2、ET3表现出同等的亲和力，而称为无选择性ET受体。受体均由单一肽链组成，约有440个氨基酸，分子量约49000，位于膜外的N端含有1～2个糖化位点(Asn)，以及大量脯氨酸(pro)，膜内部分由约80个氨基酸组成，肽键中部主要由疏水氨基酸组成，构成7个跨膜域，每个跨膜域由20～27个氨基酸组成。ETR的结构符合G蛋白偶联受体超家庭。ETR的C端则含有较多丝氨酸(Ser)及苏氨酸(Thr)，能被蛋白激酶C(pkc)磷酸化，提示ETR可能受磷酸化调节。现已发现一系列的ET拮抗剂。1991年Thara等从链球菌发酵产物中先后提取出BE-18257A及BE-18257B两种环五肽，两者均能呈剂量依赖地抑制ET1与ETR的结合，Thara于不久后又人工合成了BE-18257的类似物BQ-162、BQ-123及BQ-153，BQ系列作用较BE-18257更强，其能更有效地阻断ET的生物效应。1993年国内马金城的研究表明川芎嗪能有效地对抗ET1的血管收缩作用。
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4 内皮素与血管性疾病[6,12～14]
生理状态下血浆内皮素在fmol/L水平，不起循环激素作用。但在某些病理条件下，ET的过度合成和释放与疾病的发生发展有密切有关系。血管内皮是最易受损的靶细胞，ET是涉及血管内皮损伤的共同发病因素之一。内皮细胞的损伤可导致血浆ET浓度的增加，ET浓度的增加又可引起血管内皮的损伤，ET的增加可通过靶器官上的受体或其它途径引起各种合并症。如高血压、肾病及糖尿病的血管性并发症。ET的促血管平滑肌增殖及强烈而持久的缩血管效应在高血压的发病中有重要作用。一些研究表明，原发性高血压和孕期高血压患者体内ET水平增高。在局部缺氧时ET的血管作用增强。因此，缺氧既能增加ET的生成，又能增强其作用。还有一些研究表明从静脉内注射ET1后，视网膜组织中CAMP及CAMP/CGMP下降，血管收缩，管径变细，ATP含量减少，随着ET1作用的减弱，视网膜组织局部血管收缩和缺氧状态得到改善，CAMP及CAMP/CGMP恢复正常。提示血浆或局部的ET1水平与视网膜微循环及代谢的平衡状态有关。ET1浓度的异常可导致微循环及代谢的平衡异常，而成为视网膜血管病变的基础。
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ET是近年来发现的内源性血管活性物质，其作用广泛，并参与多种生理活动和病理过程，糖尿病并发多脏器的病理基础为微血管基底膜增厚并常有微循环的异常，ET在这些并发症的病理生理方面可能起着重要的作用。所以，探索ET的特性与功能对防治这些病变有着十分重要的意义。
参考文献
1 Yanagisawa M, Akihba J, Ueno N, et al. A novel patent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothalial Cells. Nature，1988；332：411
2 Bobik A, Grooms A, Milar JA. et al. Grouth factor activity of endothelinon vascular smooth mnscle. Am J physiol，1990；258：408
, http://www.100md.com
3 Miasiro N, Yamamoto H, Karaide H, et al. Dose endothelin mobilize Calcium from intracelluar store sites in rat aortic vascular culture. BBRC，1988；156：312
4 Komaro J Kurihara H, Sugiyama T, et al. Endothlin stimulates c-fos and c-myc expresslon and proliferation of vascular smooth muscle cells. FEBS Lett，1988；238：244
5 严宏，张东杲，李梅菊.内皮素Ⅰ型对豚鼠视网膜组织CAMP和CGMP的影响.中华眼底病杂志，1995；11：63
6 Lerman A, Watson PG. Leitch RJ. et al. Endothelin. a new vasoactive ocular peptide Britis Jophthalmology，1992；76：107
, 百拇医药
7 Scoggins BA, Reibach S. Characterization of Endodthelin. clin Exp pharmacol physiol，1989；16：235
8 Aral H, Kazuhiro A, Sandip M. Production of endothelin 1 by Cultured bovine retinal endothelial Cells and presence of ecdothelin receptors on associated pericytes. Nature，1990；348：730
9 Sakural T, Tomohito M, et al. endothelin receptors in rats Lung. Nature，1992；350：732
10 Thara M, Mathew W. Endothelin receptor antagonist. Biopnys Res Comm，1991；178：132
, http://www.100md.com
11 Thara M. Blak H. Larry P. The effect of endothelin receptor antagonist on Blood Pressure in rabbits Life. scence，1991；50：247
12 Cioofi GA. Baskirk EM, Microvasculature of the anterior optic nerve. surv opthalmol，1994；38：107
13 Miller RC, Hay DW. Effect of catum channel blockers on the response to endothelin-1, bradykinin and sodium nitroprusside in porcine lung arteries. Trends Pharmacol Scl，1993；14：29
14 马金城，袁海涛，盛树开，等.内皮素-1对大鼠血管平滑肌的作用及川芎嗪的对抗效果.中国药理与毒理学杂志，1993；7：170
(1997-01-25收稿), 百拇医药