周宇政 刘天聪
中国医科大学七年制九十四期,辽宁 沈阳 110001
1-磷酸鞘氨醇作用途径及其在心血管系统中的作用
周宇政 刘天聪
中国医科大学七年制九十四期,辽宁 沈阳 110001
1-磷酸鞘氨醇(Sphingosine 1-phosphate,S1P)是一种具有生物活性的脂质信使,能够调节多种细胞的生理活动。在心血管系统中,它具有诱导血管成熟,血管再生及调节血管通透性等作用。本文综述S1P的调控机制及其在心血管系统中的生理作用。
S1P;来源;作用途径;心血管系统
S1P是鞘磷脂的代谢产物之一,它具有调节细胞增殖,迁移等作用,并对心血管系统及免疫系统具有重要的生物学功能。近年来,对S1P的来源及其作用机制的研究均取得了一定进展,S1P在心血管系统中的地位也日益突出,故本文就以上几个方面进行综述。
S1P是鞘磷脂的代谢产物之一,是血浆的重要组成成分。其合成主要依赖于鞘氨醇激酶SPHK1和SPHK2。血清中的S1P浓度是血浆中的3~4倍,且血小板的激活可以引起S1P的释放。因此,血小板被认为是S1P的主要来源。但随着对S1P研究的不断进展,Pappu等[1,2]研究表明,在缺少血小板的生理环境下,S1P浓度仍可维持正常。又有实验表明,在缺少SPHK1和SPHK2的小鼠体内,红细胞具有维持S1P正常血浆浓度的能力,这说明红细胞可能是S1P的主要来源[3,4]。然而,红细胞并非S1P的唯一来源,血细胞中如中性粒细胞,单核细胞等也能释放S1P[5]。此外,内皮细胞也具有产生和释放S1P的能力[6]。
S1P作为第二信使已被广泛接受,主要是由于它在细胞内的水平处于稳定状态,当细胞受到外界干扰时,会引起S1P浓度迅速上升,从而引起一系列的细胞反应,且S1P可以直接激活内质网钙通道,增加细胞内S1P水平和Ca+水平。S1P可以与膜受体结合,从而发挥其生物学功能。S1P具有5个G蛋白偶联受体,即S1P1-5,它们与S1P具有高度亲和力,在S1P介导的生物学功能上起到重要作用。当S1P受体结合G蛋白后,下游的细胞信号途径被激活,如蛋白磷酸化途径,第二信使途径等,从而发挥S1P的生物学作用。
S1P的大部分生物学功能都依赖于G蛋白偶联受体的结合得以实现,而近些年又有研究表明,S1P也可以直接作用于细胞核内的靶标,从而调控基因的表达,转录。Hait[7]等研究发现,S1P在细胞核内的直接作用靶标是一种组蛋白去乙酰化酶(Histone deacetylase,HDAC),S1P是HDAC的生理调节因子,类似于它的抑制剂。S1P通过控制HDAC的活性进而调节基因的表达。同时,该研究团队还阐明了S1P在NF-κB信号通路上的调控机制,证实了TRAF2是S1P在细胞内的一个新靶点[8]。
大多数细胞都表达一个或多个S1P受体亚型,因此S1P对很多器官组织都具有一定的生物学作用。在哺乳动物中,S1P主要存在于血液和淋巴中,它的受体也主要表达于血管和免疫系统[9]。尤其在心血管系统中,S1P被指出是诱发心血管疾病的关键所在[10]。
S1P可以诱导血管成熟,血管再生,并具有调节血管的通透性等作用[11]。这些功能的调节主要依赖存在于血管内皮细胞和平滑肌细胞上的S1P受体。在心血管内皮细胞中,S1P可以通过丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号途径抑制神经酰胺诱导的细胞凋亡,即抑制血管内皮细胞的凋亡[12]。在心血管内皮上,S1P还可以刺激NO的产生,使血管舒张,从而调节血管的紧张度[13]。但S1P又可以诱导冠状动脉收缩[14]和大脑中动脉收缩[15],这可能与血管壁上S1P受体的分布和表达不同,从而实现不同的生理作用有关[16]。除此之外,在血管平滑肌中,S1P被认为是血管平滑肌细胞(VSMC)移动的抑制剂,并对血管平滑肌细胞的趋化运动具有决定性意义。
S1P在许多细胞,组织中均有表达,具有广泛的生物学作用。目前对于S1P的研究已成为热点,对其调控机制及作用的进一步明确也将为心血管系统疾病、肿瘤、炎症,以及免疫疾病提供重要线索及理论基础。
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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.107
周宇政,中国医科大学七年制九十四期。