Profilin-I与心血管疾病

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·564·中国药理学通报ChinesePharmacologicalBulletin2010May;26(5):564~6ProfilinⅠ与心血管疾病1121程晋芳,倪国华,胡长平,杨天伦(中南大学1.湘雅医院心内科、2.药学院药理学系,湖南长沙410008)[8]中国图书分类号:R05;R329.2;R349.33;R540.22维结构主要由3个α螺旋和7个β折叠构成,其高级结构文献标识码:A文章编号:1001-1978(2010)05-0564-03与其它profilin高度相似,例如人类profilinⅠ与profilinⅡ的[9,10]摘要:ProfilinⅠ广泛存在于除骨骼肌之外的机体组织,是一结构几乎相同,只是表面电荷分布不同。ProfilinⅠ有3种小分子量的肌动蛋白结合蛋白,调节肌动蛋白聚合及解聚个结构域,即肌动蛋白结合结构域、磷脂酰肌醇结合结构域过程;参与调节细胞的增殖、分化和运动过程以及信号转导。及多聚L脯氨酸(PLP)结合结构域。ProfilinⅠ与磷脂酰肌研究显示,ProfilinⅠ的改变可影响内皮细胞及平滑肌细胞醇结合后,PIP2和PIP3可作为第二信使在肌动蛋白纤维骨等心血管主要构成细胞的迁移、粘附、血管形成、收缩力、信架的调节中起作用,同时可激活Rac信号转导途径。第一个号转导等,在冠心病、高血压、糖尿病等心血管疾病的发生中被鉴定的富含PLP可与profilinⅠ结合的配体蛋白为血管舒起重要作用。该文综述profilinⅠ的结构、功能及其在心血张剂刺激磷蛋白(vasodilatorstimulatedphosphoprotein,管疾病中的研究进展。VASP),它能够促进肌动蛋白微丝生长端的聚合,并能防止帽蛋白的加帽作用,profilinⅠ能增强VASP对生长端的保护关键词:ProfilinⅠ;心血管疾病;高血压;冠心病;糖尿病;内作用。到目前为止,已有许多富含PLP的配体被发现,并且[11]数目还在增加。皮细胞;平滑肌细胞2ProfilinⅠ的功能[1]ProfilinⅠ可根据信号转导上调或下调肌动蛋白的聚1977年,Carlssont等首次发现了profilin这种G肌动合,进而影响细胞分裂、细胞运动及吞噬、细胞极性和细胞间蛋白结合蛋白。此后人们先后在多种真核生物细胞内发现接触等方面。有研究显示小鼠profilinⅠ对胚胎存活力的影了profilin,且在许多物种如鼠、牛、人类等由于基因的不连续响呈剂量依赖性,profilinⅠ基因完全剔除的受精卵在受精表达,profilin会有一种以上表型。在小鼠和人类,目前已经[3,12]后很快死亡。还有研究显示profilinⅠ在RNA剪切、染有4种profilin被克隆定性,其中profilinⅠ在整个胚胎时期色质重构及转录调控中起重要作用,但目前并不清楚核内均表达,存在于除骨骼肌之外几乎所有类型的细胞和组织[13,14][2,3]profilinⅠ与肌动蛋白聚合动态的详细信息。中。ProfilinⅡ主要存在于发育中的神经细胞及已经分3ProfilinI在心血管疾病中的研究[3]化的神经元,在神经系统发育及功能调节中起许多重要作3.1ProfilinI与冠心病、糖尿病众所周知冠心病、糖尿[4]用。ProfilinⅢ和profilinⅣ只在睾丸及肾脏表达,是生殖病是累及心血管系统的主要疾病,其发病过程中存在不同程[5]细胞特异的profilin。在体内,profilinⅠ主要调控肌动蛋度的内皮损伤。造成内皮细胞损伤的原因很复杂,如内皮细白的聚合解聚平衡,profilin与肌动蛋白单体以1:1的比例形[15]胞表面绒毛状内皮细胞糖萼的降解等。有学者也发现细成复合物而抑制肌动蛋白聚合,然而当profilin受到信号通胞骨架调节蛋白profilinⅠ与内皮细胞的许多变化也密切相路的调控时可促进肌动蛋白单体上的ADP转化为ATP,补[16]关。早在1997年Moldovan等就发现profilinⅠ过表达会[6]充ATP肌动蛋白库,促进肌动蛋白的聚合。profilinⅠ还引起人主动脉内皮细胞局部连接更紧密且纤维连接蛋白物可与许多不同的配体包括磷脂酰肌醇、肌动蛋白相关蛋白、[17]质粘附性增强。2004年Giulio等首次发现糖尿病病人和聚脯氨酸蛋白等相互作用,将不同的信号通路与肌动蛋白的链脲霉素诱发的糖尿病大鼠主动脉内皮细胞profilinⅠ表达[6][7]聚合解聚过程相连。许多研究发现profilin对细胞的增增加,同时发现大鼠内皮细胞过表达profilinⅠ可触发3种值和分化有重要影响,在神经疾病、肿瘤形成及心血管疾病机制引起内皮功能失调,即细胞凋亡增加、ICAM1表达增等的发病中起重要作用。本文主要就profilinⅠ的结构、功加、NO信号转导标志物血管舒张剂刺激磷蛋白(VASP)磷酸能及其在心血管疾病中研究的进展做一回顾。化减少。后来在关于冠心病的研究中又发现动脉粥样斑块1ProfilinⅠ的结构内profilinⅠ表达较周围对照组织明显升高。在主动脉内皮ProfilinⅠ在进化中相当保守,分子量在1216ku,其三细胞培养过程中加入LDL可升高profilinⅠ,抑制profilinⅠ合成可阻断LDL介导的ICAM1表达增加。动物研究显示,收稿日期:2010-01-19,修回日期:2010-03-20将LDL受体缺失小鼠(ldlr/)中杂合profilinⅠ缺陷(pfn作者简介:程晋芳(1982),女,博士生,研究方向:心血管疾病,Tel:+/)的小鼠与单纯ldlr/小鼠给予2mon高脂饮食,两组甘073184327250,Email:chengjinfang_010@163.com;杨天伦(1957),男,教授,博士生导师,研究方向:高血压油三酯及胆固醇水平无明显差异,但前者斑块损伤明显轻于及冠心病,通讯作者,Tel:073184327250,Email:tianluny后者,提示profilinⅠ在动脉粥样硬化发生中起重要作[17]@163.com用。进一步分析发现,前者主动脉NO合酶(eNOS)、NO 中国药理学通报ChinesePharmacologicalBulletin2010May;26(5)·565·依赖的信号转导未受破坏,但损伤处VCAM1表达及单核细一步研究证实中,尚进一步探索。胞聚集明显减少,单核细胞内化oxLDL及oxLDL诱发炎症的作用明显减弱。沉默培养的主动脉内皮细胞profilinⅠ基参考文献:[18][19]因可导致oxLDL所致内皮损伤减轻。近期研究显示,[1]CarlssonL,NystromLE,SundkvistI,etal.Actinpolymerizability7酮胆醇可从转录水平上调内皮细胞profilinⅠ表达,其机isinfluencedbyprofilin,alowmolecularweightproteininnonmusclecells[J].JMolBiol,1977,115(3):465-83.制与LDL结合蛋白(OSBP)介导的JAK2/STAT3激活有关。[2]WitkeW,PodtelejnikovAV,DiNardoA,etal.Inmousebrain以上研究提示,profilinⅠ在动脉粥样硬化、糖尿病大血管病proflinⅠandproflinⅡassociatewithregulatorsoftheendocytic变等多种涉及内皮细胞功能失调的疾病中起重要作用。最pathwayandactinassembly[J].EmboJ,1998,17(4):967-76.近Ding等[20]发现,沉默脐静脉内皮细胞(HUVEC)profilin[3]WitkeW,SutherlandJD,SharpeA,etal.ProfilinIisessentialforcellsurvivalandcelldivisioninearlymousedevelopment[J].ProcⅠ基因可致抑制HMVEC迁移、侵袭以及基质胶诱导的血管NatlAcadSciUSA,2001,98(7):3832-6.样结构形成,外源性补充功能正常后的profilinⅠ,上述现象[4]AckermannM,MatusA.Activityinducedtargetingofprofilinand消失;若加入肌动蛋白结合部位或聚脯氨酸结合部位突变的stabilizationofdendriticspinemorphology[J].NatNeurosci,2003,profilinⅠ,上述现象不能消失,提示profilinⅠ调节内皮细胞6(11):1194-200.[5]ObermannH,RaabeI,BalversM,etal.Noveltestisexpressedpro功能是通过与其配体,即肌动蛋白或多聚脯氨酸结合而实现filinⅣassociatedwithacrosomebiogenesisandspermatidelonga的。以上研究提示profilinⅠ对维持血管内皮细胞功能正常tion[J].MolHumReprod,2005,11:53-64.起重要作用,profilinⅠ过表达参与冠心病、糖尿病等血管内[6]SohnRH,GoldschmidtClermontPJ.Profilin:atthecrossroadsof皮功能失调相关性疾病。signaltransductionandtheactincytoskeleton[J].Bioessays,1994,16(7):465-72.3.2ProfilinI与高血压[7]WitkeW.Theroleofprofilincomplexesincellmotilityandother在高血压发病过程中血管重构是其重要特征,包括内皮cellularprocesses[J].TrendsCellBiol,2004,14(8):461-9.功能失调,血管平滑肌细胞增生,血管内径明显减少,中膜横[8]SchuttCE,MyslikJC,RozyckiMD,etal.Thestructureofcrys[21]tallineprofilinβactin[J].Nature,1993,365(6449):810-6.截面积增加等。有学者观察了profilinⅠ与高血压发生[9]GieselmannR,KwiatkowskiDJ,JanmeyPA,WitkeW.Distinct的关系,他们通过在FVB/N小鼠体内过表达profilinⅠ,观biochemicalcharacteristicsofthetwohumanproflinisoforms[J].察血管壁和血压变化,结果显示profilinⅠ过表达小鼠与对EurJBiochem,1995,229(3):621-8.照组相比,profilinⅠ蛋白水平增加,主动脉血管壁出现明显[10]NodelmanIM,BowmanGD,LindbergU,SchuttCE.Xraystruc的肥厚征兆,且profilinⅠ过表达小鼠从出生后6mon开始turedeterminationofhumanprofilinII:acomparativestructurala收缩压和平均动脉压明显增高[22]。这一研究提示profilinnalysisofhumanprofilins[J].JMolBiol,1999,294(5):1271-85.Ⅰ与高血压的发生有密切关系,作者认为profilinⅠ介导的[11]JockuschBM,MurkK,RothkegelM.Theprofileofprofilins[J].肌动蛋白聚合作用增强激活血管肥厚信号转导途径,进而引RevPhysiolBiochemPharmacol,2007,159:131-49.起血压升高,其具体机制尚需进一步研究。也有研究发现,[12]RaweVY,PayneC,SchattenG.Profilinandactinrelatedproteins在肺动脉高压动物模型profilin表达上调,采用炎症介质与regulatemicrofilamentdynamicsduringearlymammalianembryogenesis[J].HumReprod,2006,21(5):1143-53.肺动脉平滑肌细胞共同孵育,结果炎症介质可上调profilin[13]BlessingCA,UgrinovaGT,GoodsonHV.ActinandARPs:action表达,分析认为profilin可通过加速内皮下肌动蛋白的重构inthenucleus[J].TrendsCellBiol,2004,14(8):435-42.进而增强平滑肌细胞的生长力和侵袭力,导致血管阻力增加[14]GrummtI.Actinandmyosinastranscriptionfactors[J].CurrOpin[23]GenetDev,2006,16(2):191-6.形成肺动脉高压。这一研究提示profilin作为一种细胞[15]温克,贺平年,娄建石.血管内皮细胞糖萼与心血管疾病骨架相关的蛋白对平滑肌细胞的转型有重要作用。Tang[J].中国药理学通报,2008,24(8):981-4.[24]等利用反义寡脱氧核苷酸下调犬颈动脉平滑肌血管条的[15]WenK,HePN,LouJS.Endothelialglycocalyxandcardiovascularprofilin表达,然后给予氯化钾或去甲肾上腺素刺激后发现,disease[J].ChinPharmacolBull,2008,24(8):981-4.平滑肌血管条收缩力明显下降,但MLC20磷酸化水平无变[16]MoldovanNI,MillikenEE,IraniK,etal.Regulationofendothelialcelladhesionbyprofilin[J].CurrBiol,1997,7(1):24-30.化,提示profilin是颈动脉平滑肌收缩信号级联中的重要成[17]RomeoGR,FrangioniJV,KazlauskasA.Profilinactsdownstream员。以上研究提示,profilinⅠ可能参与高血压血管重构的ofLDLtomediatediabeticendothelialcelldysfunction[J].FASEB过程,是高血压发病的重要环节之一。J,2004,18(6):725-7.4结语[18]RomeoGR,MoultonK,KazlauskasA.AttenuatedexpressionofprofilinⅠconfersprotectionfromatherosclerosisintheLDLrecepProfilinⅠ作为一种体内广泛存在的G肌动蛋白结合蛋tornullmouse[J].CircRes,2007,101(4):357-67.白已被人们发现很多年了,但它在心血管疾病发生发展中的[19]RomeoGR,kazllauskasA.OxysterolanddiabetesactivateSTAT3作用的研究才刚刚起步,已有研究证实它在内皮细胞及平滑andcontrolendothelialexpressionofprofilinⅠviaOSBP1[J].J肌细胞等心血管主要构成细胞的许多方面包括细胞迁移、粘BiolChem,2008,283(15):9595-605.[20]DingZJ,GauD,DeasyB,etal.Bothactinandpolyprolineinterac附、血管形成、信号转导等方面起重要作用,同时也有研究表tionsofprofilin1arerequiredformigration,invasionandcapillary明它在冠心病、高血压等心血管常见疾病的发生中有重要作morphogenesisofvascularendothelialcells[J].ExpCellRes,用,其机制涉及细胞骨架、信号转导等多个方面,目前正在进2009,315(17):2963-73. ·566·中国药理学通报ChinesePharmacologicalBulletin2010May;26(5):566~9Exendin4与神经退行性疾病的关系柳超,郭军(南京医科大学基础医学实验教学中心,江苏南京210029)[1]中国图书分类号:R3416;R7422;R7425;R7457;suspectum)唾液中分离得到的天然肽,2005年被美国食品[2]R74331;R97715;R9963与药品管理局(FDA)认定作为治疗2型糖尿病的新药。文献标识码:A文章编号:1001-1978(2010)05-0566-04胰高血糖素样肽1(GLP1)受体在人和啮齿类动物体内广泛摘要:Exendin4是一种糖尿病新药,也是胰高血糖素样肽1表达,介导exendin4发挥生理活性。近年来研究发现,ex(GLP1)类似物,能激活GLPl受体,上调cAMP发挥生理活endin4对中枢神经系统有保护作用,其抗凋亡、促进神经元性。GLP1受体与神经元可塑性及存活密切联系。Exendin增生的作用能减缓神经退行性疾病的发生,减轻相应的临床2+4还能激活多条信号通路,调节胞内钙离子(Ca)稳态,减症状。Exendin4血浆半衰期较长,易通过血脑屏障,能在中轻兴奋性毒性,抑制细胞凋亡,促进神经元增生、分化,对神枢神经系统发挥长时间的功效,在神经退行性疾病的治疗上经退行性疾病有治疗作用。该文旨在阐明exendin4的神经有广阔的前景。保护机制,为神经退行性疾病的预防与治疗提供新思路。1Exendin4的结构及活性调节Exendin4是一种含有39个氨基酸的多肽,与人体内的[1,3][4]关键词:exendin4;GLP1受体;cAMP;神经退行性疾病GLP1有53%的同源性。研究表明,exendin4由3个功能域组成:N端18位氨基酸构成的无规则卷曲,既可与Exendin4是1990年从美洲一种希拉毒蜥(Heloderma受体结合,同时也是激活受体的主要区域;中心1030位氨基酸构成的α螺旋,与受体结合;C端3139位氨基酸构成收稿日期:2010-02-21,修回日期:2010-03-28的Trp笼,存在受体结合位点(Fig1)。值得指出的是,ex基金项目:国家自然科学基金资助项目(No30871200);江苏省卫生endin4与GLP1受体的亲和力比GLP1强,且有改善体重、厅自然科学基金资助项目(NoH200749)维持胰岛素在较高水平等优势。作者简介:柳超(1988-),男,七年制临床医学生,研究方向:神经退行性疾病发病机制及治疗,Tel:02586862882,Email:liu.chao.home@gmail.com;郭军(1969-),男,副教授,硕士生导师,研究方向:神经退行性疾病发病机制及治疗,通讯作者,Tel:025Fig1Aminoacidsequencesforexendin4,86862882,Email:guoj69@yahoo.com.cnexendin(939)andGLP1[21]GibbonsGH,DzauVJ.Theemergingconceptofvascularremodeandinpulmonaryarteriesofmonocrotalinetreatedrats[J].Vascling[J].NEnglJMed,1994,330(20):1431-8.Pharm,2006,44(5):275-82.[22]MoustafaM,AlhajMA,EIsayedO,etal.Vascularhypertrophy[24]TangDD,TanJ.DownregulationofprofilinwithantisenseoligodeandhypertensioncausedbytransgenicoverexpressionofProfilin1oxynucleotidesinhibitsforcedevelopmentduringstimulationof[J].JBiolChem,2007,282(52):37632-9.smoothmuscle[J].AmJPhysiolHeartCircPhysiol,2003,285[23]DaiYP,BongalonS,TianHL,etal.Upregulationofprofilin,cofi(4):1528-36.lin2andLIMK2inculturedpulmonaryarterysmoothmusclecellsProfilinⅠandcardiovasculardiseases1121CHENGJinfang,NIGuohua,HUChangping,YANGTianlun(1.DeptofCardiovascular,XiangyaHospital;2.DeptofPharmacology,SchoolofPharmaceuticalScience,CentralSouthUniversity,Changsha410008,China)Abstract:ProfilinⅠisasmallactinmonomerbindingproteininformationonstructure,functionofprofilinⅠanditspotentialinvolvedinregulatingactinpolymerization.Itplaysanimportantroleinthegenesisanddevelopmentofcardiovasculardiseases.roleincellproliferation,differention,motilityandsignalstransKeywords:ProfilinⅠ;cardiovasculardisease;hypertension;ductionindifferentcelltypesincludingendothelialcellsandvascoronaryarterydisease;diabetesmellitus;endothelialcell;vascucularsmoothmusclecells.Thisarticlerecapitulatesthewealthoflarsmoothmusclecells

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