不同类型冠心病患者血清硫氧还蛋白还原酶研究

袁 媛，谷 翔，黄问银，唐新虎



·论著·

不同类型冠心病患者血清硫氧还蛋白还原酶研究

袁 媛，谷 翔，黄问银，唐新虎

目的 探讨血清硫氧还蛋白还原酶(TrxR)在不同类型冠心病患者中的水平，分析其与炎性因子的关联，探讨其在冠心病病理过程中的作用及可能机制。方法 选择2011年12月—2012年12月在九江学院附属医院心血管内科住院并经冠状动脉造影确诊为冠心病的患者115例，其中稳定型心绞痛(SAP)组37例、不稳定型心绞痛(UAP)组37例、急性心肌梗死(AMI)组41例，同期另选择40例体检健康者作为对照组。根据Gensini评分系统对冠状动脉病变血管狭窄程度进行定量分析；并分别采用酶联免疫吸附试验与乳胶免疫比浊法检测血清中TrxR、肿瘤坏死因子α(TNF-α)与超敏C反应蛋白(hs-CRP)水平。分别比较各组TrxR水平及其与炎性因子和Gensini评分的相关性。结果 4组血清TrxR、TNF-α、hs-CRP水平比较，差异均有统计学意义(P<0.05)；其中与对照组比较，SAP组、UAP组和AMI组TrxR水平降低，TNF-α、hs-CRP水平升高 (P<0.05)；与SAP组比较，UAP组和AMI组TrxR水平降低，TNF-α、hs-CRP水平升高 (P<0.05)；与UAP组比较，AMI组TrxR水平降低，TNF-α、hs-CRP水平升高 (P<0.05)。相关性分析结果显示，血清TrxR水平与TNF-α水平呈负相关(r=-0.919，P<0.001)；血清TrxR水平与hs-CRP水平呈负相关(r=-0.885，P<0.001)；血清TrxR水平与Gensini评分呈负相关(r=-0.812，P<0.001)。结论 低水平的TrxR促进了冠心病的发生、发展，其机制可能是通过调节TNF-α和hs-CRP水平参与其中。

冠心病；硫氧还蛋白还原酶；肿瘤坏死因子α；超敏C反应蛋白

袁媛，谷翔，黄问银，等.不同类型冠心病患者血清硫氧还蛋白还原酶研究[J].中国全科医学，2015，18(24)：2898-2902.[www.chinagp.net]

Yuan Y,Gu X,Huang WY,et al.Study of serum thioredoxin reductase among patients with different types of coronary heart disease[J].Chinese General Practice，2015，18(24)：2898-2902.

冠心病的病理基础是动脉粥样硬化(AS)[1]，氧化应激损伤和抗氧化功能减弱，造成机体氧化还原平衡失调，活性氧(ROS)增多和氧化型低密度脂蛋白(Ox-LDL)形成。Ox-LDL通过直接损伤内皮细胞，导致内皮功能障碍，促进AS斑块的形成。硫氧还蛋白还原酶(TrxR)是新近发现的一种抗氧化酶，是目前已知的唯一能够催化形成还原型硫氧还蛋白(Trx)的酶类。TrxR、Trx和还原型辅酶(NADPH)共同组成了Trx系统[2]。Nalvarte等[3]研究结果显示，TrxR活性的高低影响细胞功能；TrxR水平升高促进细胞增殖，反之则促进细胞凋亡。TrxR具有C末端氧化还原活性位点，具有广泛的底物特异性，能还原除Trx外的非二硫化物，如氢过氧化物、维生素C和亚硒酸盐等。研究发现，低浓度的丙烯醇可导致哺乳动物的TrxR失活，细胞内抗氧化能力下降[4]。心肌细胞的氧化还原状态决定着心肌细胞的存活与凋亡。TrxR作为重要的抗氧化剂，能维持心肌细胞内的还原状态，有利于心肌细胞的存活。有研究证实，心肌缺血时TrxR表达下调；抑制TrxR后心肌细胞凋亡增加，心肌梗死面积增大；而TrxR过表达可抑制心肌细胞凋亡[5]。这些结果均提示，TrxR对心肌细胞功能起到重要的调节作用。在对AS患者体内的巨噬细胞进行分离后发现，巨噬细胞中TrxR表达降低，细胞凋亡增加[6]。本研究旨在观察不同类型冠心病患者血清中TrxR水平，比较其与炎性因子——肿瘤坏死因子α(TNF-α)和超敏C反应蛋白(hs-CRP)水平的关系，并结合冠状动脉造影结果，分析其与冠状动脉病变程度的联系，探讨TrxR在冠心病病理过程中的作用及其可能机制。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2011年12月—2012年12月在九江学院附属医院心血管内科住院并经冠状动脉造影确诊为冠心病的患者115例为研究对象，其中男78例，女37例；年龄52～73岁，平均(62.5±9.8)岁；稳定型心绞痛(SAP)组37例，不稳定型心绞痛(UAP)组37例，急性心肌梗死(AMI)组41例。排除标准：严重的肝肾功能不全，其他严重心脏病如扩张型心肌病、肥厚型心肌病、风湿性心脏病、甲状腺功能亢进性心脏病等，严重营养不良、结缔组织疾病、恶性肿瘤等疾病。另选取同时期体检健康者40例为对照组。所有患者符合中华医学会心血管病学分会制定的关于SAP、UAP、AMI的诊断标准[7]。

1.2 实验室检查 分别采集各组受试者清晨空腹静脉血，测定血糖、血脂等生化指标，由本院检验科的自动生化仪测定。其中血糖、血脂、载脂蛋白A(Apo-A)水平均采用酶法检测；TrxR和TNF-α水平采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法测定，采用酶标仪测定450 nm波长处的吸光度(OD值)，并绘制出标准曲线图计算出样本中TrxR和TNF-α的水平；hs-CRP水平采用乳胶免疫比浊法测定。

1.3 Gensini评分 运用Gensini评分系统[8]对冠状动脉病变血管狭窄程度进行定量分析。依据病变血管狭窄程度≤25%、26%～50%、51%～75%、76%～90%、91%～99%和100%，分别计1分、2分、4分、8分、16分和32分，再乘以病变所在血管节段的权重系数[8]：左主干病变得分×5；左前降支近段得分×2.5,中段得分×1.5,远段得分×1；第一对角支得分×1；第二对角支得分×0.5；左回旋支近段得分×2.5,中段得分×1.5,远段和后降支得分均×1,后侧支得分×0.5；右冠状动脉近、中、远段和后降支得分均×1。最终评分为各分支得分之和。

2 结果

2.1 临床资料比较 SAP组、UAP组、AMI组和对照组性别、年龄、体质指数(BMI)、吸烟率、空腹血糖(FBG)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、Apo-A水平比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表1)。

表1 4组临床资料比较

注：SAP=稳定型心绞痛，UAP=不稳定型心绞痛，AMI=急性心肌梗死，BMI=体质指数，FBG=空腹血糖，TC=总胆固醇，TG=三酰甘油，HDL-C=高密度脂蛋白胆固醇，LDL-C=低密度脂蛋白胆固醇，Apo-A=载脂蛋白A；a为χ2值

2.2 4组TrxR、TNF-α、hs-CRP水平比较 4组TrxR、TNF-α、hs-CRP水平比较，差异均有统计学意义(P<0.05)；其中与对照组比较，SAP组、UAP组和AMI组TrxR水平降低，TNF-α、hs-CRP水平升高，差异均有统计学意义(P<0.05)；与SAP组比较，UAP组和AMI组TrxR水平降低，TNF-α、hs-CRP水平升高，差异均有统计学意义(P<0.05)；与UAP组比较，AMI组TrxR水平降低，TNF-α、hs-CRP水平升高，差异均有统计学意义(P<0.05，见表2)。

Table 2 Comparison of levels of TrxR,TNF-α and hs-CRP among the four groups

例数TrxR(mU/L)TNF-α(ng/L)hs-CRP(mg/dl)对照组403.76±0.661.55±0.410.26±0.08SAP组372.58±0.30a3.42±0.54a0.62±0.11aUAP组371.69±0.68ab5.63±0.47ab0.86±0.12abAMI组410.54±0.08abc9.05±0.81abc1.53±0.20abcF值304.441234.88623.82P值<0.001<0.001<0.001

注：TrxR=硫氧还蛋白还原酶，TNF-α=肿瘤坏死因子α，hs-CRP=超敏C反应蛋白；与对照组比较，aP<0.05；与SAP组比较，bP<0.05；与UAP组比较,cP<0.05

2.3 TrxR水平与TNF-α、hs-CRP水平的相关性分析 血清TrxR水平与TNF-α水平呈负相关(r=-0.919，P<0.001，见图1)。血清TrxR水平与hs-CRP水平呈负相关(r=-0.885，P<0.001，见图2)。

2.4 TrxR水平与Gensini评分的相关性分析 血清TrxR水平与Gensini评分呈负相关(r=-0.812，P<0.001，见图3)。

注：TrxR=硫氧还蛋白还原酶，TNF-α=肿瘤坏死因子α

图1 TrxR水平与TNF-α水平的相关性散点图

Figure 1 Scatter plot of correlation between TrxR level and TNF-α level

注：hs-CRP=超敏C反应蛋白

图2 TrxR水平与hs-CRP水平的相关性散点图

Figure 2 Scatter plot of correlation between TrxR level and hs-CRP level

图3 TrxR水平与Gensini评分的相关性散点图

3 讨论

TrxR是一种包括FAD结构域的二聚体硒蛋白。研究表明，TrxR能维持细胞内的还原状态，避免氧化状态对细胞的损伤[9]。TrxR和Trx-1分泌到血液循环中，起到抗氧化应激作用。研究显示，芳基硒化合物可诱导TrxR表达，尤其在细胞表面[10]。Wang等[11]通过补硒后引起TrxR活性增强，有效抑制组织因子在细胞表面的促凝血活性。炎性反应和血脂异常在AS斑块的早期形成阶段起到重要作用[12]。hs-CRP和TNF-α可作为冠心病的独立预测因子[13]。TNF-α与炎性反应、细胞免疫和肿瘤等病理过程有密切关系[14]。Chen等[15]研究认为，TNF-α介导的血管平滑肌细胞(VSMC)凋亡参与了AS进程。体内hs-CRP 水平与AS程度呈正相关，并且高水平的hs-CRP 可导致斑块不稳定，甚至斑块破裂[16]。血清hs-CRP 水平的检测能够较敏感地反映机体AS程度[17]。这就充分说明血清hs-CRP 水平可以间接地反映机体AS的程度。

本研究选择不同类型的冠心病患者为研究对象，检测TrxR、TNF-α、hs-CRP水平，探讨TrxR在冠心病过程中起到的作用。结果表明，冠心病患者中存在炎性反应，并且这种炎性反应和冠心病严重程度具有相关性。同时在对TrxR水平与TNF-α、hs-CRP水平的相关性分析中显示，TrxR水平降低导致hs-CRP、TNF-α水平上调。由此推断，TrxR在冠心病中的作用机制可能是通过影响机体炎性反应导致病变的发生和病变程度的变化。Gensini评分是一套评价冠状动脉狭窄程度的评分系统。而冠状动脉Gensini评分与心血管事件的发生和 AS 严重程度相关。本研究中，TrxR水平与冠状动脉Gensini评分也进行了相关性研究，结果发现TrxR水平与Gensini评分呈负相关，提示TrxR水平越低，冠状动脉狭窄程度越重。

有研究显示，TrxR参与了心肌活性氧的清除，并且能减少心肌缺血后细胞凋亡和梗死面积[18]。在心肌缺血/再灌注过程中过度产生的活性氧导致了组织损伤和功能恶化。特别是线粒体活性氧开启线粒体通透性转换孔的过程，可作为心肌缺血再灌注的损伤事件。TrxR是心肌抗氧化应激过程中的关键环节。Horstkotte等[19]研究证实，TrxR是必不可少的早期心肌缺血后保护。研究者使用TrxR抑制剂他莫昔芬建立TrxR缺乏大鼠模型，通过缺血90 min和再灌注24 h后诱导出心肌细胞功能障碍和死亡；同时，分别使用活性氧清除剂N-乙酰半胱氨酸和线粒体通透性转化孔抑制剂环孢菌素-A对大鼠进行缺血再灌注预适应，结果显示，TrxR通过硫醇再生在心肌缺血再灌注过程中发挥至关重要的作用，TrxR能将氧化后的过氧化物酶还原，并通过谷胱甘肽系统传递电子还原谷胱甘肽过氧化物[20]。由此表明，细胞内氧化还原的平衡，关键在于TrxR水平的动态变化。Park等[21]研究显示，TrxR水平下降导致氧化应激损伤。对于TrxR的研究有望成为冠心病一级预防或二级预防的新亮点。

综上所述，TrxR在冠心病的发生发展过程中起着重要作用。是否能够通过使用重组或外源性TrxR、上调TrxR水平来抑制冠心病的发展趋势和严重程度，将成为今后冠心病研究的新思路和方向。本研究样本量与大规模样本研究相比，具有一定局限性，在今后的研究中可扩大样本量进行更深入的研究。

[1]Lusis AJ.Atherosclerosis[J].Nature,2000,407(6801):233-241.

[2]Pérez-Ruiz JM,Guinea M,Puerto-Galán L,et al.NADPH thioredoxin reductase C is involved in redox regulation of the Mg-chelatase Ⅰ subunit in Arabidopsis thaliana chloroplasts[J].Mol Plant,2014,7(7):1252-1255.

[3]Nalvarte I,Damdimopoulos AE,Spyrou G.Human mitochondrial thioredoxin reductase reduces cytochrome C and confers resistance to complex Ⅲ inhibition[J].Free Radic Biol Med,2004,36(10):1270-1278.

[4]Meyer A,Oehninger L,Geldmacher Y,et al.Gold(I) N-heterocyclic carbene complexes with naphthalimide ligands as combined thioredoxin reductaseinhibitors and DNA intercalators[J].Chem Med Chem,2014,9(8):1794-1800.

[5]Mahmood DF,Abderrazak A,Couchie D,et al.Truncated thioredoxin (Trx-80) promotes pro-inflammatory macrophages of the M1 phenotype and enhances atherosclerosis[J].J Cell Physiol,2013,228(7):1577-1583.

[6]Imen JS,Billiet L,Cuaz-Pérolin C,et al.The regulated in development and DNA damage response 2 (REDD2) gene mediates human monocyte cell death through a reduction in thioredoxin-1 expression[J].Free Radic Biol Med,2009,46(10):1404-1410.

[7]中华医学会心血管病学分会,中华心血管病杂志编辑委员会.急性ST段抬高型心肌梗死诊断和治疗指南[J].中华心血管病杂志,2010,38(8)：675-687.

[9]Seyfried J,Wullner U.Inhibition of thioredoxin reductase induces apoptosis in neuronal cell lines:role of glutathione and the MKK4/JNK pathway[J].Biochem Biophys Res Commun,2007,359(3):759-764.

[10]Zhang G,Nitteranon V,Guo S,et al.Organoselenium compounds modulate extracellular redox by induction of extracellular cysteine and cell surfacethioredoxin reductase[J].Chem Res Toxicol,2013,26(3):456-464.

[11]Wang P,Wu Y,Li X,et al.Thioredoxin and thioredoxin reductase control tissue factor activity by thiol redox-dependent mechanism[J].J Biol Chem,2013,288(5):3346-3358.

[12]Manduteanu I,Simionescu M.Inflammation in atherosclerosis:a cause or a result of vascular disorders?[J].J Cell Mol Med,2012,16(9):1978-1990.

[13]Goswami B,Rajappa M,Mallika V,et al.TNF-alpha/IL-10 ratio and C-reactive protein as markers of the inflammatory response in CAD-prone North Indian patients with acute myocardial infarction[J].Clin Chim Acta,2009,408(1/2):14-18.

[14]Liu Y,Jiao F,Qiu Y,et al.The effect of Gd@C82(OH)22 nanoparticles on the release of Th1/Th2 cytokines and induction of TNF-alphamediated cellular immunity[J].Biomaterials,2009,30(23/24):3934-3945.

[15]Chen S,Ding Y,Tao W,et al.Naringenin inhibits TNF-α induced VSMC proliferation and migration via induction of HO-1[J].Food Chem Toxicol,2012,50(9):3025-3031.

[16]Calabrò P,Golia E,Yeh ET.CRP and the risk of atherosclerotic events[J].Semin Immunopathol,2009,31(1):79-94.

[17]Yu Q,Li Y,Wang Y,et al.C-reactive protein levels are associated with theprogression of atherosclerotic lesions in rabbits[J].Histol Histopathol,2012,27(4):529-535.

[18]Lothrop AP,Snider GW,Ruggles EL,et al.Why is mammalian thioredoxin reductase 1 so dependent upon the use of selenium?[J].Biochemistry,2014,53(3):554-565.

[19]Horstkotte J,Perisic T,Schneider M,et al.Mitochondrial thioredoxin reductase is essential for early postischemic myocardial protection[J].Circulation,2011,124(25):2892-2902.

[20]Bindolia A,Rigobello MP,Scutari G,et al.Thioredoxin reductase:a target for gold compounds acting as potential anticancer drugs[J].Coord Chem Rev,2009,253 (11/12):1692-1707.

[21]Park YS,Taniguchi N.Acrolein induces inflammatory response underlying endothelial dysfunction:a risk factor for atherosclerosis[J].Ann N Y Acad Sci,2008,1126:185-189.

(本文编辑：陈素芳)

Study of Serum Thioredoxin Reductase Among Patients With Different Types of Coronary Heart Disease

YUANYuan,GUXiang,HUANGWen-yin,etal.

DepartmentofCardiovascularDiseases,AffiliatedHosptialofJiujiangUniversity,Jiujiang332000,China

Objective To investigate the serum levels of thioredoxin reductase (TrxR) in patients with different types of coronary heart disease,to study the correlation between TrxR and inflammatory cytokines,and to explore the role of TrxR on the course of coronary heart disease and its possible mechanism.Methods A total of 115 patients who were diagnosed with coronary heart disease by coronary angiography in Department of Cardiovascular Diseases in Affiliated Hosptial of Jiujiang University from December 2011 to December 2012,were selected as study subjects,the patients were divided to 3 groups:stable angina pectoris (SAP) group (n=37),unstable angina pectoris (UAP) group (n=37),and acute myocardial infarction (AMI) group (n=41).40 normal healthy people were included in control group.The severity of coronary atherosclerosis were determined by the the Gensini score.Gensini score system was used for quantitative analysis of the stenosis degree of coronary artery lesion vessels.The serum levels of TrxR,TNF-α and hs-CRP were tested by enzyme-linked immunosorbent assay and latex turbidimetric immunoassay.Serum levels of TrxR were compared among different groups,the correlation between TrxR and inflammatory cytokines,and correlation between TrxR and Gensini score for severity of coronary artery disease was analyzed respectively.Results There were significant differences in serum levels of TrxR,TNF-α and hs-CRP among the four groups of the patients (P<0.05).The serum level of TrxR in SAP group,UAP group and AMI group was significantly lower than that in control group,respectively (P<0.05);while serum levels of TNF-α and hs-CRP in SAP group,UAP group and AMI group were significantly higher than those in control group,respectively (P<0.05).The serum level of TrxR in UAP group and AMI group was significantly lower than that in SAP group,respectively (P<0.05);while serum levels of TNF-α and hs-CRP in UAP group and AMI group were significantly higher than those in SAP group,respectively (P<0.05).The serum level of TrxR in AMI group was significantly lower than that in UAP group (P<0.05);while serum levels of TNF-α and hs-CRP in AMI group were significantly higher than those in UAP group,respectively (P<0.05).The correlation analysis results showed that serum TrxR level was negatively correlated with the TNF-α level (r=-0.919,P<0.001),hs-CRP level (r=-0.885，P<0.001) and Gensini coronary artery score (r=-0.812,P<0.001),respectively.Conclusion Low level of TrxR may promote the occurrence and development of coronary heart disease,TrxR may be involved in the occurrence and development of atherosclerosis by adjusting levels of TNF-α and hs-CRP.

Coronary disease；Thioredoxin reductase；Tumor necrosis factor-alpha；Ultra-sensitivity C-reactive protein

332000江西省九江市，九江学院附属医院心血管内科

袁媛，332000江西省九江市，九江学院附属医院心血管内科；E-mail：jjxyfsyykjk@163.com

R 541.1

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2015.24.006

2015-02-22；

2015-06-31)