1、胱抑素C與動脈粥樣硬化    摘要：    關鍵詞：胱抑素C；動脈粥樣硬化；心血管疾病         胱抑素C（Cystatin C）作為半胱氨酸蛋白酶最主要的抑制劑，近年的研究提示胱抑素C與組織蛋白酶相互作用，參與了動脈粥樣硬化（Atherosclerosis，AS）、心血管疾病等的發(fā)生、發(fā)展和預后，可能通過參與炎性反應過程而發(fā)揮作用。現(xiàn)就胱抑素C在AS中的作用作一綜述。 1 對胱抑素C的認識1.1 胱抑素C的生理：半胱氨酸蛋白酶抑制劑是一組

2、能抑制半胱氨酸內肽酶的蛋白質。胱抑素C是半胱氨酸蛋白酶抑制劑超家族中的成員之一，是1983年Anastasi等首次在雞蛋清中分離純化得到的。胱抑素C是一種低分子量、堿性非糖化蛋白質，由122個氨基酸殘基組成，血漿中帶正電荷，分子量為13.3 kD（1.33×104）。編碼胱抑素C的基因位于人類20號染色體，大約為4.3 KB，有3個外顯子，2個內含子。胱抑素C幾乎存在于所有的體液中，腦脊液中的濃度最高，尿液中的濃度最低。有些細胞如胰島細胞、神經(jīng)細胞、甲狀腺細胞等中也有發(fā)現(xiàn)。現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的與胱抑素C直接相關的疾病是遺傳性胱抑素C淀粉樣血管病，是由胱抑素C基因突變引起的，可以導致腦出血、腦血

3、管破裂等。1.2 胱抑素C的功能：胱抑素C的重要功能是其作為半胱氨酸蛋白酶抑制劑，可以調節(jié)半胱氨酸蛋白酶活性。無花果蛋白酶、木瓜蛋白酶以及溶酶體釋放的組織蛋白酶B、L和H等都是它所抑制的酶，它是迄今為止發(fā)現(xiàn)的對組織蛋白酶B作用最強的抑制物。它還可以影響中性粒細胞的遷移，參與炎性反應過程，參與血管壁、細胞外基質的產生及降解的平衡過程。并且，胱抑素C可參與腫瘤的侵襲和轉移，還有抗病毒和原蟲感染的能力，另外，一些神經(jīng)性疾病也和胱抑素C有關。    腎臟是清除血液中胱抑素C的唯一場所，胱抑素C在近曲小管內幾乎被完全吸收和降解，且無腎小管分泌，所以胱抑素C是理想的反映腎小球

4、濾過率變化的內源性標志物。許多研究表明血清胱抑素C是目前對腎功能檢測最靈敏的指標，其對腎小球濾過率的輕微變化較血清肌酐更為敏感1。1.3 胱抑素C的測定方法：一直以來，有很多種測定胱抑素C的方法，包括熒光免疫測定法、放射免疫測定法、酶免疫測定法、顆粒增強透射免疫比濁法（PETIA）及顆粒增強散射免疫比濁法（PENIA）等。PETIA法和PENIA法以其用時短（約5 min），可在自動生化分析儀上測定的優(yōu)勢可作為常規(guī)臨床應用的首選。另外，有學者發(fā)現(xiàn)散射比濁法是一種靈敏的、穩(wěn)定的、準確的測定尿中胱抑素C的方法，這對臨床實驗室檢測提供了重要幫助2。1.4 影響胱抑素C的因素：影響胱抑素C的因素很多，

5、有研究發(fā)現(xiàn)男性、老年、近期吸煙、高身高、高體重、血清CRP升高、糖尿病、腎小球濾過率減少可導致血清胱抑素C升高3-4。Wiesli等發(fā)現(xiàn)以肌酐的濃度作為參照，當甲狀腺功能亢進時，胱抑素C的水平就升高，相反其水平就降低5。另外，大劑量糖皮質激素可以使胱抑素C的分泌量增加，而小劑量及中等劑量的糖皮質激素不會影響到它的產量6。地塞米松可刺激HeLa細胞分泌胱抑素C，而轉化生長因子13（TGF-13）可促進鼠胚胎細胞及血管平滑肌細胞分泌胱抑素C，y-干擾素和脂多糖則可抑制胱抑素C的分泌。通過TGF-13的治療可以刺激胱抑素C的分泌，因此TGF-13很有可能成為動脈硬化癥治療的新方法。2 胱抑素C與動脈

6、粥樣硬化2.1 胱抑素C與血管內皮細胞凋亡：血管內皮細胞可以調節(jié)血管結構及血管緊張度，分泌抗血小板物質、抗凝物質和纖溶蛋白，防止單核細胞和中性粒細胞等向血管壁黏附及聚集，具有抗炎性反應的作用。內皮細胞釋放的舒血管和縮血管物質共同作用用來維持血管緊張度。當內皮細胞損傷時，血管收縮和舒張平衡被破壞，從而導致AS病變。    胱抑素C能明顯的抑制TNF-a/Act D誘導的血管內皮細胞凋亡，其機制可能通過胱抑素C可以調節(jié)組織蛋白酶活性，這些酶通過剪切抑凋亡基因B細胞淋巴瘤基因-2（Bcl-2）家族蛋白，引起線粒體外膜的通透性增高，釋放凋亡誘導因子進而引起凋亡，它還能夠降

7、低促凋亡基因（Bax）的水平，這表明胱抑素C有保護動脈血管內皮、防止其受到炎性反應損傷的作用。在嚴重的AS斑塊中，Bax等表達明顯上升，Bcl-2等的表達減少或缺如。王群等的實驗結果提示胱抑素C具有上調Bcl-2基因及Bcl-2蛋白表達的作用，若這種作用能夠在AS后期通過提高血管平滑肌細胞（VSMC）中Bcl-2的表達而降低VSMC的凋亡，則在一定程度上就可以保持斑塊的穩(wěn)定性，減慢AS的發(fā)展7。另外，有研究表明在oxLDL誘導的VSMC凋亡中，ROS生成量明顯增加，胱抑素C可以有效降低其生成量，推測可能是通過一定的抗氧化作用來完成抗凋亡作用的。 2.2 胱抑素C與炎性反應：已被證實AS的發(fā)展包

8、括脂質浸潤、血小板活化、血栓形成、內膜損傷、炎性反應、氧化應激、血管平滑肌細胞激活、選擇性基質代謝及血管壁重構等過程。其中，炎性反應在AS的發(fā)生與發(fā)展中起了重要作用，PRME研究證實當血管壁損傷時炎性細胞因子增加，炎性反應介質的刺激促進血管平滑肌細胞分泌組織蛋白酶S及K等，使得這類具有促彈性組織解離特性的半胱氨酸蛋白酶在動脈彈力蛋白損傷處過度表達8。而胱抑素C可以強烈地抑制某些半胱氨酸蛋白酶，在血管壁蛋白酶與抗蛋白酶活動的平衡中起著非常重要作用。AS幾乎都有組織蛋白酶的活躍表達，使相應的胱抑素C上調，進而蛋白酶和其抑制劑保持平衡。當血清胱抑素C含量減少時，蛋白酶及其抑制劑的平衡遭到破壞，因而可

9、造成病理損害。但不是胱抑素C與所有的AS都有相關性。Bui等和Nand N等的研究就發(fā)現(xiàn)胱抑素C濃度與頸AS程度無明顯相關性9-10。3 胱抑素C與心血管疾病3.1 胱抑素C在心臟中的表達及對心肌細胞的作用：有學者研究表明在心臟中可能有少量胱抑素C的表達。Barka等研究就證實了這一點，而且其表達水平并不因由異丙腎上腺素和松脂油所造成的急性炎性反應所改變11。研究還發(fā)現(xiàn)反應信號只出現(xiàn)在有條紋的肌纖維上，而心內膜、心包組織、血管及連接組織均呈陰性反應。因此推測在缺血等病理狀態(tài)下，胱抑素C被釋放出來，并且對從炎性反應細胞和壞死細胞釋放出來的組織蛋白酶的活性起到調節(jié)作用。我國孫詮等研究發(fā)現(xiàn)胱抑素C可

10、以促進心肌細胞DNA的合成，且與胰島素和表皮生長因子有協(xié)同作用，促進心肌細胞的生長12。3.2 胱抑素C與冠心病：新近研究發(fā)現(xiàn)胱抑素C與冠心病的發(fā)生發(fā)展密切相關。Noto等的研究表明在心肌梗死患者中急性期血清胱抑素C水平明顯低于正常，但在急性事件1周后其水平幾乎接近正常13。在心肌梗死發(fā)病的不同時期胱抑素C起作用的機制也不盡相同。考慮以下幾種機制導致在急性期胱抑素C低于正常：是由于急性心肌梗死發(fā)病過程中一種負向急性期反應。由于存在炎性反應，斑塊蛋白的溶解，伴隨著抗蛋白溶解因子的消耗，胱抑素C水平下降；胱抑素C為單核巨噬細胞所分泌，在細胞受到刺激時，其分泌反應性下調。而在壞死心肌組織中有單核巨噬

11、細胞浸潤，因此胱抑素C的分泌向下調節(jié)；由于損傷或壞死的心肌細胞釋放出谷草轉氨酶、肌酸激酶和乳酸脫氫酶的同時，大量溶酶體巰基蛋白酶也被釋放出來，這些酶類與血中胱抑素C結合，造成其濃度降低。另外彈性組織蛋白解離酶及其抑制劑在機體中存在動態(tài)平衡，急性心肌梗死中炎性反應因子的增加刺激促彈性組織蛋白離解酶的生成加速，因而在急性期之后這種平衡要靠大量彈性組織蛋白離解酶抑制劑如胱抑素C的增加來實現(xiàn)對促彈性組織蛋白離解酶升高的一種代償，因此在心肌梗死的恢復期血清胱抑素C水平會升高。    如今冠狀動脈造影是評價冠心病患者冠狀動脈狹窄程度的有效檢查。國內阮中寶對疑診冠心病患者進行了

12、冠狀動脈造影檢查，結果發(fā)現(xiàn)冠心病組血清胱抑素C水平高于對照組，冠脈2支病變組血清胱抑素C水平明顯高于冠脈單支病變組，而冠脈多支病變組血清胱抑素C水平明顯高于冠脈2支病變組和單支病變組，由此表明血清胱抑素C和冠脈病變程度呈線性相關14。提示血清胱抑素C水平與冠狀動脈粥樣硬化病變程度密切相關。且近來Kiyosue A的研究表明高水平胱抑素C（0.90 mg/L）相對于正常水平胱抑素C患者冠狀動脈狹窄程度更加嚴重，提示胱抑素C可以作為冠狀動脈疾病患者病情嚴重程度的評價指標15。而國內專家的研究則表明隨著冠狀動脈病變支數(shù)的增加，血清胱抑素C水平明顯下降，提示兩者呈負相關16-17。從而認為胱抑素C對冠

13、心病患者有一定的保護作用，有可能成為冠心病預測與診斷的分子指標。    另外，Ichimoto等對24 h內行冠狀動脈介入治療（PCI）術的ST段抬高型心肌梗死患者進行了平均6個月的隨訪，結果發(fā)現(xiàn)胱抑素C高濃度組PCI術后充血性心力衰竭的發(fā)生率較高18。該研究提示胱抑素C對急性心肌梗死患者經(jīng)PCI治療的預后評估有一定的作用，這種作用可能歸因于胱抑素C是評價腎功能的一項敏感的指標，而腎功能不全能夠降低接受PCI治療的急性心肌梗死合并腎功能不全的患者，因此表明胱抑素C能夠獨立的預測患者的死亡率。3.3 胱抑素C與外周動脈疾病：AS可以發(fā)生于全身多處血管，不僅僅是冠狀動

14、脈，還常發(fā)生于腦動脈、腎動脈和外周動脈等。學者O Hare等就既往無外周動脈疾病的患者進行了研究19。結果發(fā)現(xiàn)，胱抑素C水平最高者（1.27 mg/L），其外周動脈疾病的年發(fā)病率為0.43%，而其余的患者年發(fā)病率不到0.21%。由此推斷高血清胱抑素C水平是預測老年患者外周動脈疾病事件的獨立危險因素。    綜上所述，胱抑素C可以促進心肌細胞的生長，與冠心病的預測和診斷密切相關。血清胱抑素C水平越高，外周動脈疾病的發(fā)病率也就越高。在心肌梗死患者中，急性期胱抑素C水平降低，恢復期接近正常。但有關胱抑素C與冠心病的關系以上研究中有些是相互矛盾的，其在心血管疾病中的確切機

15、制了解的還不夠全面，尚無定論，因此有待于進一步研究。4 展望    血清胱抑素C水平與AS及心血管疾病密切相關，其作用機制涉及抗炎、抑制酶與激素前體的活性等。由于它產生的恒定性，有可能在某些心血管疾病中成為診斷與檢測的分子指標。我們有理由相信，隨著分子生物學及基礎醫(yī)學的不斷發(fā)展，胱抑素C在基因表達及與心血管疾病的關系方面將會被逐步闡明，為治療嚴重威脅人體身體健康的疾病開辟新的道路。5 參考文獻1 Hojs R,Bevc S,Ekart R,et a1.Serum cystatin Cbased equation compared to serum creatini

16、nebased equations for estimation of glomerular filtration rate in patients with chronic kidnev diseaseJ.C1in Nephrol,2008,70(1):10.2 金 玉,張 穎,崔續(xù)玲.散射比濁法測定尿胱抑素C濃度方法學探討J.徐州醫(yī)學院學報,2004,24(6):531.3 Knight EL,Verbhave JC,Spiegelman D,et a1.Factors influencing serum cystain C levels other than renal function

17、 and the impact on renal function measurementJ.KidneyInt,2004,65(4):1416.4 Cepeda J,Tranche-Iparraguirre S,Marin-Iranzo R,et al.Cystatin C and cardiovascular risk in the general populationJ.Rev Esp Cardiol,2010,63(4):415.5 Wiesli P,Sehwegler B,Spinas GA,et a1.Senan cystatin C is sensitive to small c

18、hanges in thyroid functionJ.Clin Chem Acta,2003,338(1):87.6 Bokenkamp A,Van-Wijk JA,Lentze MJ,et a1.Effect of cortieo-steroid therapy on serum cystatin C and beta2-microglobulin concentrationsJ.Clin Chem,2002,48(7):1123.7 王 群,鹿慶華,蔣衛(wèi)東,等.胱抑素C對氧化型低密度脂蛋白誘導的人血管平滑肌細胞凋亡的影響J.中國病理生理雜志,2008,24(12):2319.8 Luc

19、G,Bard JM,Lesueur C.Plasma cystatin C and development of coronary heart disease:The PRIME StudyJ.Atherosclerosis,2006,85(2):375.9 Bui AL,Katz R,Kestenbaum B,et al.Cystatin C and carotid intima-media thickness in asymptomatic adults:the multi-ehtnic study of atherosclerosis(MESA)J.Am J Kidney Dis,200

20、9,53(3):389.10 Nand N,Jain R,Seth S,et al.A new marker of carotid atherosclerosis in middle aged adults:cystatin C or microalbuminuriaJ.Indian Heart,2010,62(4):320.11 Barka T,Van der Noen H.Expression of the cysteinc proteinabe in hibitor Cystatin C gene in rat heart:use of digoxigeninlabeled probes

21、 generated by polymerase chain reaction directly for in situ and northem blot hybridizationsJ.J Histochem Cytochem,2007,41(10):1863.12 孫 詮,程改花,馮建芳,等.巰基蛋白酶抑制肽促進乳鼠心肌細胞貼壁的生長J.北京醫(yī)科大學學報,1993,25(2):281.13 Noto D,Cefalu AB,Barbagallo CM,et a1.Cystatin C levels are decreased in acute myocardial ilfarction,effect of cystatin C G73A gene polymorphism on plasma levelsJ.Int J Cardiol,2005,1O1(2):213.14 阮中寶,朱 莉,殷屹崗