新发现的血管活性物质（一）
分子生物学的发展促进了心血管活性多肽的研究，“老肽”的功能不断被更新，“新肽”则不断被发现，呈“每日一肽”之势，不仅给研究者们带来极大的机遇，也带来更大的挑战。这些活性多肽大多都是小分子物质，代谢迅速，不易检测其活性和含量；它们不但组织分布具有异质性，而且种类繁多，呈多功能性，生物效应普遍，彼此相互作用形成复杂的网络关系。
尽管目前缺乏高通量功能研究技术，导致对小分子活性物质的研究较为困难，但在生物学研究转人以功能基因组学为标志的后基因组时代，应用生物信息学方法，高通量地阐释基因组所编码产物的生物学功能的策略，对小分子活性物质的研究，也起了一定的促进作用。其中孤儿G蛋白偶联受体策略就是一个成功应用现代分子生物学手段研究心血管内分泌功能的成功范例。
孤儿G蛋白偶联受体( orphan G protein-coupled receptor , oGPCR）是指尚未找到天然配体的G 蛋白偶联受体（GPCR），其结构特征也是具有7个跨膜区。以孤儿受体作“诱饵”，分离出新配体的方法称孤儿受体策略(orphan receptor strategy ）。其原理为将克隆的孤儿受体基因转染到载体细胞内，载体细胞表达出相应受体后暴露于含有该受体天然配体的组织提取物，配体与受体的相互作用诱导第二信使效应，载体细胞内第二信使的变化可作为监测孤儿受体的配体纯化的参数。阿片样肽类的发现便是孤儿受体策略成功的例子之一。该方法已经在较短的时间内发现了 40 多种新的天然配体（几乎均为生物活性小分子物质）和它们新的重要生理功能，是一种成功的功能基因组学研究方法，并逐渐成为后基因组时代功能基因组学研究的普遍方法之一。孤儿受体的研究促进了“反向生理学”、“反向药理学”和“反向药物学”等的发展，非常有利于生理功能的研究和新药研制。下面简述几种利用孤儿受体策略新发现的心血管内分泌物质。
一、尾加压素Ⅱ
尾加压素Ⅱ（urotensin Ⅱ，UⅡ）最早是从鱼尾部下垂体中分离出的神经环肽，目前己从人体克隆出来，分为I、Ⅱ两型。各类动物的 UⅡ具有共同的环状6肽结构，为生物活性中心，另外N端有1个酸性氨基酸（Glu 或 Asp)做前导，C端为一个疏水氨基酸残基（Val 或Ile）。人类的UⅡ有两种前体，分别含 124和139个氨基酸。UⅡ作为一种神经肽，主要分布于神经系统和心血管组织，其受体是孤儿G蛋白偶联受体GPR14，或称为感觉上皮神经肽样受体 ( sensory epithelial neuropeptide-like receptor, SENR )，其mRNA 广泛存在于人的心肌、主劲脉、肺动脉的内皮和 VSMC，以及中枢神经系统。UⅡ能持续、高效地收缩血管，比内皮素强8~10倍，是迄今所知的最强的缩血管活性肽，其中UⅡ5-12是其最小活性单位。UⅡ血管效应在不同部位和不同种属具有很大差异，缩血管主要针对动脉；但也能通过 NO 和前列腺素途径引起离体灌流心脏冠状动脉扩张。在整体心脏，小剂量UⅡ引起血流阻力轻度降低，心输出量轻度增加；大剂量则引起心输出量明显减少。UⅡ还具有明显的促细胞肥大和增殖的作用。UⅡ与受体结合后主要信号通路为：诱导Ca2+内流；通过磷脂酰肌醇特异的磷脂酶C(phospholipase C, PLC)-三磷酸肌醇 (inositol triphosphate, IP3）通路刺激肌质网 Ca2+释放，升高[Ca2+]i水平；促进NO 生成；激活 MAPK 信号通路等多条途径。目前已知UⅡ参与压力超负荷性心肌肥大、动脉粥样硬化、心肌梗死和心力衰竭等的发病过程。UⅡ还具有强烈的气道收缩作用，在慢性肺部疾病以及右心室肥大的发生和发展过程中亦发挥重要作用。UⅡ可以通过上调转化生长因子B(transforming growth factor β1, TGFβ1）的表达与分泌，进而诱导胶原的合成与分泌。而对TGFβ1/Smad2/3 信号通路的影响，也是UⅡ诱导血管纤维化产生的重要机制。UⅡ/尾加压素受体系统在脂多糖/半乳糖胺诱导的急性肝功能衰竭的发病过程中起者重要的作用。因此给予尾加压素受体抑制剂，通过抑制促炎症因子的释放和激活核因子-κB ( nuclear factor-κB, NF-κB）通路，对肝的急性炎症损伤有保护作用。
二、Apelin
1993 年，O'Dowd 在人类基因中首次识别出孤儿G蛋白偶联受体——血管紧张素受体AT1，相关受体蛋白 (receptor protein related to the angiotensin receptor AT1， APJ)。人 APJ 为 377个氨基酸残基组成的含有7个α螺旋跨膜区段的蛋白，与 Ang Ⅱ受体（ AT1R）具有31% 的同源性。但在成纤维细胞，AngⅡ并不能与 APJ 结合，说明 AngⅡ不是APJ 的内源性配体。1998年 Tatemoto K 等人利用反向药理学的方法从牛胃的分泌物中提取并纯化出 APJ 的天然配体，即 Apelin。人、牛、大鼠和小鼠的 Apelin 前体肽原（prepro-apelin ）均由 77 个氨基酸残基组成，种属之间同源性达 76%~95%。Apelin 前体肽原在体内可降解为 Apelin-36 (prepro-apelin42~77)、Apelin-13 ( prepro-apelin65~77）和 Apelin-17(prepro-apelin61~77）三个肽段。这三种肽段的生物学效应略有差异：①增加细胞外酸化率和抑制forskolin 刺激cAMP 生成的作用不同：Apelin-13 和 Apelin -17 作用比 Apelin-36高8~60倍，Apelin-13 可短暂升高细胞外的酸化作用， Apelin-36则有持续作用；②与 APJ 的结合能力不同： Apelin-36、 Apelin -17 比 Apelin-13 能更有效地抑制125I标记的 Apelin 类似物与 APJ 的结合，125I标记的 Apelin-13 与 APJ 的结合能力远强于Apelin-36， 未标记的Apelin-36比Apelin-13能更有效地将125I-Apelin 类似物与 AFJ 分开；③诱导表达 APJ 的细胞迁移能力不同：Apelin-13 的作用要远高于 Apelin-36；④诱导 APJ 受体内化的作用不同：Apelin-36和 Apelin-13 可以剂量依赖性地诱导 APJ受体通过网格蛋白包被小窝(clathrin-coated pits）与转铁蛋白受体结合而快速内化，去除 Apelin-13 后 60 分钟，APJ分子可再循环到细胞表面，但是去除Apelin-36 后2小时，内化的APJ 大部分仍滞留于细胞质。Apelin 及其受体分布广泛，包括免疫系统及心血管组织的心肌、冠状动脉、大动脉和隐静脉、各种器官的小动脉内皮及人心脏、肾、肺和肾上腺的血管内皮细胞，及大血管的内皮细胞。Apelin 具有重要的心血管效应，可通过 NO 途径舒张血管，降低血压，对正常大鼠和心肌梗死导致的心力衰竭大鼠的心脏发挥正性肌力作用。此外，Apelin 还有利尿、调节摄食摄水、调节垂体激素释放和生物节律等作用。冠心病和特发性扩张型心肌病导致的慢性心力衰竭患者左心室 Apelin mRNA 水乎均较正常人增高。Apelin 在心血管系统中作为心血管活性物质具有扩张血管和正性肌力作用，在心力衰竭及心肌重塑中具有重要防护意义。
研究表明 Apelin 可以通过抗炎症反应来抑制腹主动脉瘤(abdominal aortic aneury sm,AAA）的形成。动脉粥样硬化冠状动脉血管中Apelin 表达增加，Apelin 受体存在于动脉粥样硬化斑块并且与它的配体分布类似。心肌梗死早期Apelin 的表达水平降低，晚期 Apelin 水平又显著增加。研究表明不稳定心绞痛和急性心肌梗死患者与无症状冠状动脉疾病患者相比，Apelin 水平更低。Apelin 在心力衰竭的发展过程中具有保护作用，但在心力衰竭患者中 Apelin 水平则显著降低。有报道血浆中低浓度的 Apelin 可以作为预测心房颤动患者预后的独立生物标志物。
（摘自《血管生物学》第2版）
