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据有关资料统计，每年全球死于心血管疾病的人数高达1400万，它是发达国家造成死亡的最主要的疾病。吸烟、高血压、肥胖、糖尿病、遗传及高胆固醇是导致人类心血管疾病的主要危险因素，但临床研究发现:有一些患者虽然没有以上危险因素，但仍发生了严重的心血管疾病。研究结果显示，高血清同型半胱氨酸是另一种独立于前述因素之外的危险因素。大量的事实表明，血清轻微到中度同型半胱氨酸浓度≥12μmol/L，但≤100μmol/L是动脉粥样硬化所致心血管疾病最广泛、最强的独立致病因素 ［1］ 。血清同型半胱氨酸水平即使轻微升高，也将会使心血管疾病的发病率增加2～3倍。尽管经历了十余年的研究，但是目前人们对同型半胱氨酸的细胞毒性在分子水平作用机制认识仍非常有限。同型半胱氨酸所致动脉粥样硬化等心血管疾病中的病理作用有几个假说:（1）诱导内质网应激（endoplas-mic reticulum stress，ER stress）;（2）诱导细胞信号途径改变;（3）诱导炎性因子的激活;（4）诱导活性氧自由基的产生。本文就同型半胱氨酸所致心血管疾病中的分子生物学机理研究的最新进展作一个综述。
1 诱导活性氧自由基和内质网应激
众所周知，血管内皮细胞功能紊乱、生长抑制和凋亡是动脉粥样硬化发展关键的一步。血管内皮细胞由于不表达胱硫醚β合成酶（代谢同型半胱氨酸的关键酶）基因，使之对同型半胱氨酸的代谢有限，容易造成腺苷同型半胱氨酸累积。体外实验表明同型半胱氨酸可以诱导人脐血管内皮细胞活性氧自由基增加、DNA合成减少，使细胞生长停滞和凋亡 ［1］ 。活性氧自由基增加的原因之一是同型半胱氨酸本身可以自氧化，产生超氧阴离子，最终导致过氧化氢在细胞中的累积。另一方面，同型半胱氨酸导致内皮细胞中多种抗氧化酶（如谷胱甘肽氧化还原酶、NKEF-B、PAG和超氧化物歧化酶）的表达抑制 ［2］ 。有研究表明，在高同型半胱氨酸血症的小鼠中导入谷胱甘肽氧化还原酶基因，可以使血管内皮细胞功能紊乱得以恢复 ［3］ 。同时，同型半胱氨酸还诱导细胞内质网应激，增加与非折叠蛋白反应（unfolded protein response）有关的基因表达 ［4］ 。这些基因包括CHOP、GRP78/Bip、GADD45、CREB-2/ATF4、SREBP-1、YY1和Herp等 ［4，5］ 。其中，CHOP的表达增加了10～18倍，CREB-2/ATF4的表达增加了5～10倍。CHOP又称为细胞生长停滞和DNA损伤诱导蛋白153，属于转录因子C/EBP家族成员，它的表达诱导可见于DNA损伤、紫外线照射和细胞生长停滞 ［5］ 。McCullough等发现，在Rat-1细胞中过度表达CHOP并不能诱导细胞凋亡，但可以加强内质网应激诱导剂（如thapsigargin、衣霉素）所致细胞Bcl-2含量下降、谷胱甘肽的含量下降以及活性氧自由基水平上升 ［6］ 。CHOP影响Bcl-2和活性氧自由基水平的机理目前还不清楚。因而，同型半胱氨酸诱导的血管内皮细胞功能紊乱和凋亡与活性氧自由基的产生和内质网应激基因的表达均有密切关系。
2 信号通路的作用
内皮细胞生长的停止，血管平滑肌细胞（VSMC）的再生和细胞外基质的累积替代了主要的变化，这些变化是动脉硬化和血栓形成的潜在原因。所以，解释清楚与同型半胱氨酸调节动脉硬化发病机制的信号转导通路就显得相当重要。
同型半胱氨酸（1mM）使大鼠VSMC的增殖与循环蛋白（cyclin）D 1 和循环蛋白A在mRNA水平表达的增加相关联。主动脉的循环蛋白依赖性激酶转录的激活已在一个大鼠高同型半胱氨酸血症的模型中得到证明 ［7］ 。NF-κB可能对同型半胱氨酸的促有丝分裂作用起作用，因为NF-κB可 激活循环蛋白D 1 的表达 ［8］ 。其它研究指出同型半胱氨酸（1mM）使循环蛋白A在mRNA和蛋白水平的升高 ［9］ 。同型半胱氨酸刺激sn-二酰基甘油的合成和激活蛋白激酶C从细胞浆和细胞核易位到细胞膜 ［10］ 。蛋白激酶C抑制剂有效地抑制同型半胱氨酸的促有丝分裂作用。
同型半胱氨酸据报道也能激活Erk 2 ，一种VSMC中的MAP激酶，但是这一激活反应的EC 50 （470±230）nM很低，且此激活反应可被非竞争性NMDA受体抑制剂所阻断 ［11］ 。由于MAP激酶的激活与生长因子诱导的在VSMC中的促有丝分裂作用相关，所以这些结果提示在同型半胱氨酸调节的VSMC增殖中涉及多信号通路。
相比较而言，同型半胱氨酸在低浓度时（10到50μM）抑制血管内皮细胞的生长，但要在存在非生理浓度的腺苷和腺苷脱氨酶抑制剂的情况下。在同样的条件下，同型半胱氨酸据报道对VSMC没有作用 ［12］ 。同型半胱氨酸对内皮细胞的生长抑制与细胞内腺苷同型半胱氨酸的增加和羧基甲基化p21ras的减少相关，这已经通过腺苷同型半胱氨酸的转甲基酶抑制作用得到解释。同型半胱氨酸调节p21 ras 低甲基化降低其在细胞膜上的分布，因而降低ERK1/2的活性 ［12］ 。由于MAP激酶信号通路与细胞生长有关，干扰p21 ras -MAP激酶可能代表了同型半胱氨酸抑制内皮细胞生长的一种机制。此外，在同样条件下，循环蛋白A的mR-NA和蛋白质水平被抑制，并与循环蛋白A相关激酶和CDK 2 激酶活力的减少相平行 ［13］ 。与此相比，同型半胱氨酸不能影响其它两种G 1 循环蛋白D 1 和E或它们相关的激酶表达。同型半胱氨酸调节内皮细胞生长停止发生于G 1 /S的过渡期 ［12，13］ 。
血管内膜增厚的血管钙化和胆固醇沉积是动脉粥样硬化的典型改变。主动脉钙化在兔的高同型半胱氨酸血症和高同型半胱氨酸血症的病人中被观察到 ［14，15］ ，提示同型半胱氨酸与主动脉钙化存在一定关系。同型半胱氨酸（≥100μM）加强钙的摄取，细胞内钙的浓度和VSMC钙化中碱性磷酸酶的浓度 ［16］ 。这一作用被MAP激酶抑制剂，PD98059所抑制，预示着信号通路参与了此作用。同型半胱氨酸使血管钙化增强可能在临床动脉钙化的发病机制上起一定作用 ［16］ 。 3 炎性因子的激活NF-κB的激活与炎性因子的表达相联系可能在动脉粥样硬化损伤中起重要作用。正常情况下，NF-κB与抑制性蛋白IκB相关，而IκB在细胞浆中以非激活的形式存在。在各种刺激作用下，IκB被IκB激酶磷酸化，导致了泛素化和随后的降解。NF-κB然后被激活并异位到核内。动脉粥样硬化的危象病理生理机制是单核细胞迁移入损伤的动脉壁，然后它们向巨噬细胞分化。后者通过吸收脂类变为泡沫细胞，其吸收的脂类特别是氧化的LDL。在这个过程中，发生化学激活，例如单核细胞化学趋化蛋白质-1（MCP-1）和白细胞介素-8（IL-8）和白细胞粘附分子，例如血管细胞粘附分子（VCAM-1）和细胞内粘附分子（ICAM-1），帮助募集单核细胞向动脉内膜的循环 ［17］ 。这些化学趋化和粘附分子的表达受NF-κB的激活在小鼠和在大鼠的高同型半胱氨酸血症的VSMC中得到研究，NF-κB的激活和O 2 ·- 水平的升高在分离自高同型半胱氨酸血症大鼠的主动脉内皮中被观察到 ［18］ 。在从同类大鼠分离出的内皮细胞培养中，同型半胱氨酸（0.1mM）诱导O 2 ·- 依赖性IκB激酶的激活，导致了IκB的磷酸化和随后的NF-κB的激活 ［19］ 。同型半胱氨酸能通过VSMC中、内皮细胞和巨噬细胞中NF-κB的激活而刺激MCP-1的表达 ［19，20］ 。在培养的VSMC中，同型半胱氨酸（0.05～0.2mM）通过一个涉及钙-依赖性蛋白激酶C的激活上调MCP-1的表达。蛋白激酶C的激活抑制IκBa（NF-κB抑制剂）的表达，从而激活NF-κB ［19］ 。相比较而言，涉及同型半胱氨酸诱导MCP-1在内皮细胞中表达的信号通路似乎与VSMC不同 ［21］ 。同型半胱氨酸诱导的MCP-1的表达和随后的单核细胞在内皮细胞中的趋化性受到一种p38MAK激酶抑制剂（SB203580）的阻断，而不受一个蛋白激酶C抑制剂的阻断提示p38MAK激酶通路与这种反应相关。同型半胱氨酸（10μM至1mM）上调MCP-1和白介素-8在单核细胞的表达，该表达受到活性氧自由基产生的NADH氧化-依赖的调节 ［22］ 。钙调节蛋白或PKC信号通路似乎在此过程中，且同型半胱氨酸诱导ROS激活MAP激酶，ERK1/2和NF-κB。除此之外，人类内皮细胞中MCP和IL-8的诱导对于L-对映体是特异的，对来自同型半胱氨酸处理的内皮细胞增加白细胞的摹集亦是特异性的 ［23］ 。
综上所述，同型半胱氨酸是冠状动脉粥样硬化的一种独立危险因子。高同型半胱氨酸所致心血管疾病的病理生理与之诱导细胞内质网压力和改变细胞的信号有密切关系。
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作者单位:1650032云南昆明，昆明医学院附一院检验科生化室
2650031云南昆明，昆明医学院神经科学研究所
（编辑:文 静）