促红细胞生成素衍生肽的组织保护作用研究进展

游伟、刘映峰、缪绯综述，刘芃审校

促红细胞生成素衍生肽的组织保护作用研究进展

游伟、刘映峰、缪绯综述，刘芃审校

促红细胞生成素(EPO)因其促进造血功能而广泛用于临床。近年来大量实验证实，大剂量EPO能够通过抗氧化应激、抗凋亡、抗炎症等效应发挥组织保护作用，但会产生血栓及高血压等不良反应，临床效果不佳。而促红细胞生成素衍生肽(HBSP)既保留了EPO的组织保护活性又无EPO的副作用，近年来备受关注。最新报道证实，HBSP通过抗凋亡、抗炎、抗氧化应激对神经系统、心脏、肾脏等发挥多种组织保护作用，具有良好的临床应用前景。

促红细胞生成素衍生肽；促红细胞生成素；组织保护作用

促红细胞生成素（EPO）是一种主要由肾脏分泌的糖蛋白激素，具有促进造血的功能，已被广泛应用于贫血的治疗。近十年来研究证实EPO还可作为一种保护因子，作用于机体多种组织器官，包括神经系统、心脏、肾脏等，通过减少细胞凋亡、抑制炎症反应、促血管生长等发挥其组织保护作用[1-5]。但EPO需要大剂量才能发挥组织保护作用，会造成对骨髓造血系统的过度刺激。近年来在几个大型临床实验中[6-9]，大剂量EPO的副作用（如高凝状态、血栓、高血压等）难以避免，EPO的临床推广遇到瓶颈。近期，Brines等[10]通过分析EPO的空间结构，合成了螺旋B表面肽，即促红细胞

生成素衍生肽（HBSP），并进一步证实其具有神经组织保护作用，而无促进红细胞生成的副作用。HBSP因其良好的临床应用前景而受到广泛关注，本文就HBSP的组织保护作用研究进展做一综述。

1 概述

HBSP的发现:对EPO的构象研究表明其由Helix A、B、C、D 4个疏水螺旋连接成环。 Brine 等发现当EPO与其促进红细胞生成的（ EPOR）2同源二聚受体结合时，Helix B的亲水表面并不与其接触。已有报道表明对EPO进行氨甲酰化修饰后其仍可发挥组织保护作用但不会促进红细胞生成[11，12]，说明EPO中不能被氨甲酰化修饰的结构含有起组织保护作用的成份，考虑到EPO的分子构象中仅Helix B不含赖氨酸，不能被氨甲酰化修饰，故认为Helix B中可能存在能起组织保护作用的成份。研究显示当EPO 结合同源二聚受体时，B 螺旋段亲水基团的氨基酸序列是 QEQLERAL，并且其活性由近端BC环上的三个氨基酸残基所控制，于是得到了包含11个氨基酸残基的B螺旋段表面肽HBSP: QEQLERALNSS[10]，并证实HBSP无EPO副作用。

HBSP的作用受体及信号通路:已有研究发现，EPO受体有两种类型:同源二聚受体（ EPOR）2和异源二聚受体EPOR-βcR（β common receptor，βcR 是I型细胞因子受体超家族中白细胞介素3、白细胞介素5、粒细胞—巨噬细胞集落刺激因子等细胞因子受体的共享链）。EPO的促红细胞生成作用是由（ EPOR）2介导的，而组织保护效应是由EPOR-βcR介导。已有研究证实，敲除βcR基因可完全消除EPO对神经系统及心脏的组织保护作用[13]；而HBSP不能结合（EPOR）2同源二聚受体，故无促红细胞生成作用，但其可以通过EPOR-βcR异源二聚受体而起到广泛的组织保护作用。HBSP在大鼠体内血浆半衰期为2min，多项研究证实HBSP经静脉注射在循环中短时间的保护作用效能与血浆半衰期为4～6 h的EPO相当[10，14，15]。Yang等[16]研究发现在小鼠肾脏缺血再灌注模型中肾脏组织EPOR-βcR异源二聚受体表达上调，并且HBSP可以通过EPOR-βcR异源二聚受体而起到肾脏保护作用。HBSP与EPOR-βcR异源二聚受体结合后可以激活多种信号通路，包括磷脂酰肌醇-3激酶/丝氨酸苏氨酸蛋白激酶通路（PI3K/Akt）、胞外信号调节蛋白激酶1/2 /丝裂原活化蛋白激酶通路（ERK1/2 /MAPK）、信号转导和转录激活因子3通路（STAT3）等，通过抑制凋亡、炎症等发挥组织保护作用[17，18]。

2 HBSP的组织保护作用

HBSP对心血管系统的保护作用:近年来，体内外实验均证实了HBSP在心脏中的保护作用。Ueba等[18]通过体外培养的心肌细胞发现HBSP可以通过激活Akt，ERK1/2，STAT3等胞内信号通路抑制肿瘤坏死因子-α（TNF-α）诱导的心肌细胞凋亡，发挥与EPO 相似的心肌细胞保护作用。王琛等[19]发现HBSP能够抑制缺血再灌注诱导的大鼠心肌微血管内皮细胞的损伤。此外，Ueba等[18]还建立了扩张型心肌病仓鼠模型，从而在体内实验中证明了HBSP可以通过激活Akt信号通路而起到抗凋亡的作用，并发现HBSP可以下调血浆中肌酸肌酶和心房钠尿肽的水平，说明HBSP具有改善心力衰竭的作用。此后，Ahmet等[20]对HBSP与心力衰竭的关系进行研究，通过结扎前降支建立大鼠心肌梗死后心力衰竭模型，并于结扎2周后开始腹腔给予HBSP（60 μg/kg，2次/周，共10个月），发现与对照组相比，HBSP组大鼠死亡率明显下降，超声心动图显示左心室扩大、射血分数情况均有明显改善，而组织学分析同样显示HBSP组心肌的凋亡和纤维化程度降低，这说明HBSP能够减慢大鼠心肌梗死后心室重塑和心力衰竭的进程，并降低死亡率。

此外，HBSP在急性心肌梗死中也起到保护作用。有研究显示，结扎冠状动脉后即刻给予单剂焦谷胺酸HBSP 60 μg/kg（即pHBSP:在HBSP的Q氮端增加一个焦谷胺酸进行修饰，起到增加HBSP稳定性的作用，生物学作用有效成份为HBSP），可以减轻大鼠心肌缺血区的凋亡和炎症，减小心肌梗死面积，而小剂量pHBSP（1 μg/kg）同样可以起到这种保护作用。另外，实验还提出这种保护作用可能是通过激活ERK1/2，STAT3通路抑制凋亡来实现的[14]，这与Ueba H的研究相一致。另一项研究则提出HBSP具有抑制动脉粥样硬化，预防冠状动脉事件的作用。该研究利用遗传性高脂血症诱发的自发性心肌梗死免模型，证实了HBSP可以降低冠状动脉粥样硬化的发生，而这种作用部分是通过抑制冠状动脉内皮细胞的凋亡来实现，并且与冠状动脉粥样硬化病变中TNF-α的减少和巨噬细胞的极化改变有关[21]。

HBSP对肾脏的保护作用:目前，关于HBSP在肾脏中保护作用的研究主要集中在缺血再灌注方面。Patel等通过暂时性夹闭大鼠两侧肾蒂复制了大鼠肾的急性缺血再灌注模型，发现再灌48 h后，pHBSP组与缺血再灌注组相比，血尿素氮、血肌酐、肌酐清除率、钠排泄分数均有所降低， 这说明HBSP可以减轻缺血再灌注引起的肾小球和肾小管的功能障碍。实验还提出pHBSP可以促进Akt和糖原合成酶激酶-3β（GSK-3β）的磷酸化而抑制核转录因子-κB（NF-κB）的激活，从而揭示了HBSP在肾缺血再灌注中可能的保护机制[15]。Yang等[16]则证实了HBSP能显著减轻小鼠肾脏缺血再灌注损伤后肾小管上皮细胞损伤程度和凋亡水平，这与 PI3K/Akt信号通路的激活和凋亡蛋白caspase9及caspase3的活化受抑制有关。

在肾移植中，缺血再灌注和环孢素A引起的损伤难以避免。Wu等[22]对大鼠进行了右肾缺血后再灌，左肾切除处理，并予环孢素A灌胃以模拟肾移植时面临的情况，发现HBSP能减轻缺血再灌注和环孢素A引起的肾小管间质损害和间质纤维化，并改善肾功能，这种作用可能是通过抑制凋亡和炎症来实现的。

HBSP对神经系统的保护作用:原发性脑损伤后的各种生化级联反应导致的继发性脑损伤会进一步加重脑损害。已有很多研究证实EPO可以通过调节凋亡、炎症、脑血流等方式影响这些级联反应而起到神经保护作用[23]。而目前关于HBSP对脑的保护作用研究较少。Robertson等[24]利用出血性休克诱导大鼠脑皮质轻度损伤模型，发现pHBSP与EPO相似，可以加速脑损伤后脑血流的恢复，提高大鼠脑损伤后在平衡梁上坚持的时间和通过横梁的速度。另一项研究则发现pHBSP能够改善轻度外伤性脑损害大鼠在Morris水迷宫实验中的表现，提示HBSP可能可以改善大鼠轻度外伤性脑损害后的认知功能[25]。

HBSP对其他组织器官的保护作用:一项研究表明，pHBSP能激活内皮型NO合酶和Akt通路，抑制GSK-3β及NF-kB，减轻炎症反应，从而在大鼠重度缺血性休克模

型中对肾脏、肝脏、胰腺、肺等多种器官起到保护作用[26]。Mcvicar等[27]则发现HBSP能明显减轻糖尿病相关的神经胶质细胞功能障碍和神经元DNA损伤，抑制视网膜局部促炎因子的释放，有效改善由神经胶质细胞和血管变性引起的糖尿病视网膜病变。

3 展望

HBSP作为EPO的衍生物，能够作用于心血管系统、肾脏、神经系统等，发挥与EPO相似的组织保护作用，但它不刺激骨髓造血系统，避免了红细胞增多、血压升高、血栓形成等不良反应，具有良好的临床应用前景。但目前关于HBSP的研究较少，需要进一步的实验尤其是临床研究来证明HBSP的各种保护作用和安全性，为其临床应用提供依据。

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2015-03-31)

(编辑:汪碧蓉)

广东省自然科学基金（10151051501000038；2015A030313238）；广东省医学科学技术研究基金 （B2015023）

510280 广东省广州市，南方医科大学珠江医院 心内科

游伟 硕士研究生 研究方向为冠心病的防治及分子免疫机制 Email:497455490@qq.com 通迅作者:刘芃 Email: 65473751@qq.com

R54

A

1000-3614（2015）11-1122-03

10.3969/j.issn.1000-3614.2015.11.021