三重基序蛋白家族与心血管疾病相关性的研究进展＊

刘又斌，李晋平，张 鹏，刘宗军

三重基序蛋白 （Tripartite motif－containing protein，TRIM）家族成员具有典型的RBCC结构域，即从N端到C端的结构依次是锌指结构域（RING finger）、1 个或 2 个 B－box、1 个卷曲螺旋 （Coiledcoil）结构域。TRIM家族有80多个成员，其中少部分集聚分布在6号和11号染色体上。大量研究表明，TRIM蛋白家族成员具有E3泛素连接酶、抑制基因复制及转录等作用，参与细胞周期调控［1］、细胞分化、肿瘤形成［2］、先天免疫应答［3］等重要的生命过程，其中部分TRIM家族成员与心脏及血管疾病的发生发展相关。该文对TRIM家族在心脏及血管中的研究进行简要综述。

1 TRIM家族与冠状动脉粥样硬化性心脏病

冠状动脉粥样硬化性心脏病（coronary atherosclerotic heart disease，CHD）的发病率增高，目前已成为威胁人类健康的主要疾病之一，不健康的生活方式和饮食习惯可能是其主要的病因，其中心肌梗死及慢性冠状动脉闭塞是其最严重的并发症。心脏成纤维细胞占心脏非心肌细胞的2/3，在生理和病理过程中都有多种功能［4］。已有文献表明，长期慢性缺血刺激导致心肌纤维化和心肌梗死后心肌重构过程中，心肌纤维细胞增殖和迁移在心功能不良和心力衰竭中起重要作用［5，6］。

冠状动脉血管闭塞情况下，心肌细胞因缺血缺氧死亡是影响急性心肌梗死（AMI）预后的重要原因之一。转化生长因子β1（TGF－β1）与组织纤维化的发生关系密切，尤其是在心脏重塑机制中起至关重要的作用［9］。 TGF－β1可促进胶原基因表达和心肌成纤维细胞的转化，进而导致心肌细胞外基质合成、沉积增加，最终导致心肌纤维化（MF）［10，11］。近来几项研究发现 Mitsugumin 53（MG53，亦称TRIM72）特异性表达于骨骼肌和心肌细胞中，在细胞膜的损伤修复过程中起到重要的作用［7，8］。赵健全等［12］在小鼠研究中首次发现，心肌纤维细胞中TRIM 72蛋白降低，下调TGF－β1/Smads信号通路，抑制心肌纤维细胞增殖与迁移，从而抑制心肌纤维化。此外，TRIM 72通过激活 PI3K－Akt－GSK3β 和 ERK1/2细胞存活信号通路参与细胞缺血预处理和后调节，从而减少缺血再灌注诱导的损伤［13］。TRIM72可通过调节细胞存活信号通路如RISK信号通路和SAFE信号通路过程保护心脏［14，15］。在大鼠梗死的心肌组织研究中发现，TRIM72蛋白量明显下降，细微颗粒（PM2.5）则能进一步降低心肌细胞中TRIM72蛋白含量［16］，从而影响TRIM72参与的受损心肌细胞修复过程。此外Ham等研究发现，在TRIM72过表达的转基因鼠的心脏中，调节Akt－mTOR信号通路和ET－1－ERK－RSK信号通路，调控心脏发育和心肌细胞的改变，但具体机制还需进一步研究［17］。

2 TRIM家族与心肌病

肥厚型心肌病 （hypertrophic cardiomyopathy，HCM）是以心肌肥厚，室间隔不对称性肥厚为特征的常染色体显性遗传性心肌病。肥厚型心肌病研究发现肌间纤维线粒体（Slc25a3）合成显著减少，ATP合成也显著减少，随着线粒体蛋白组学异常，可致心脏功能失调［18］。Dnajb6是HSP40家族成员之一，能够与活化T细胞核因子 （nuclear factor of activated T cells，NFAT c3）相互作用，阻断钙调磷酸酶（Ca N）－NFAT c3信号通路诱导的心肌肥厚，并且能够显著抑制NFAT－Luc、ANF－Luc等荧光活性。姚力群等［19］研究发现，TRIM 45基因在成人骨骼肌和心脏组织中表达较强，TRIM 45蛋白能够明显抑制NFAT－Luc、ANF－Luc等荧光活性，酵母双杂交试验结果显示，TRIM 45蛋白能够与Dnajb6蛋白、Slc25a3蛋白形成复合物并发生作用，共同抑制心肌肥大。

TRIM32基因位于染色体9q33.1，编码一个由653个氨基酸残基构成的蛋白质，在成人组织中广泛表达，尤其是心和脑中表达水平更高［20］。TRIM32已经证实参与多种底物泛素化，包括 c－myc［21］，PIASy［22］，Abi－a［23］等，并参与多种病理过程，包括癌症［23］和肌营养不良症（LGMD2H）［20，24］。 TRIM32 广泛涉及细胞生理过程，包括细胞生长、增殖、凋亡、蛋白降解、先天免疫应答等［3］。此外，研究证实TRIM32参与肌组织细胞中肌球蛋白和结蛋白的泛素化，抑制肌组织的过度生长，特别是骨骼肌［25］。然而骨骼肌与心肌细胞在结构和功能上相近，推测TRIM32在心肌细胞中也有相同的作用。陈立娟等［26］在扩张型心肌病（dilated cardiomyopathy，DCM）患者心肌组织中首次发现TRIM32表达下降。TRIM32表达下降能够引起心室重构和心肌肥大，而TRIM32表达增高则相反；进一步研究发现TRIM32可阻断Akt磷酸化，下调PI3K/Akt信号通路，抑制心肌肥厚，心肌纤维化及心脏衰竭。PI3K/Akt信号通路被认为是细胞内最重要的生存通路，能调节细胞凋亡过程，抑制细胞凋亡。张可璇等［27］的实验研究发现，PI3K/Akt信号通路能增加硫化氢（H2S）处理大鼠心肌缺血后心肌细胞中线粒体tCx43和pCx43的表达，减轻离体大鼠I/R损伤，保护心肌细胞。研究结果可确定TRIM32为病理性心肌肥大的一种负调节因子，主要通过PI3K/Akt信号通路发挥抑制作用。Ichimura 等［28］研究表明，14－3－3σ 蛋白可通过抑制自动泛素化和下调蛋白酶体活性保持TRIM32蛋白稳定性。由此可推测，DCM心肌细胞中14－3－3σ蛋白降低，导致TRIM32蛋白稳定下降，引起Akt磷酸化增强，刺激心肌细胞纤维化、增殖等过程，从而引起心脏肥大、心室扩张及功能障碍，最后导致心脏衰竭。

3 TRIM家族与心律失常

心律失常是心脏病中一种常见的疾病，其中完全房室传导阻滞（CAVB）是一种严重的缓慢性心律失常，患者可出现心悸、晕厥、阿斯综合征甚至猝死。Ro蛋白包含抗体识别表位，根据其分子量主要有Ro60和Ro52两种，其中Ro52蛋白由475个氨基酸残基组成，属TRIM蛋白家族成员，故又名为TRIM 21蛋白［29］。研究发现抗SSA/Ro52抗体可导致房室结发育异常，发生传导阻滞，认为其是致病的重要原因［30，31］。Ambrosi等研究发现，SSA/Ro52 抗原第200～239位氨基酸表位（包含完整的亮氨酸拉链结构）自身抗体与先天性房室传导阻滞相关［32］。

新生儿或胎儿中由SSA/Ro抗体引起的先天性心脏传导阻滞（CHB）是一种被动获得性自身免疫性疾病，由母体抗体经过胎盘传递，主要表现为持久性、完全性的房室传导阻滞。临床研究调查表明，在SSA/Ro抗体阳性母亲所生新生儿中，约有2%的新生儿出现先天性房室传导阻滞，并且患者出生后3年内病死率高达20%，67%的存活患者需要通过安装心脏起搏器，降低猝死风险［33］。钙离子是维持心脏正常节律及兴奋—收缩偶联的关键离子，其中细胞膜电压敏感性L型钙通道激活后，少量钙离子（Ca2+）进入胞质，激活肌浆网上的RyR2通道，引起Ca2+大量内流触发细胞收缩。CHB的小鼠模型研究中发现，SSA/Ro抗体可以抑制心肌细胞L型钙离子通道（LTCC）的表达，导致 Ca2+内流减少、Ca2+调节功能的紊乱和细胞死亡，从而影响心脏传导及电生理活动［34］。同时研究也发现，Cav1.2和Cav1.3亚基表达增高，能上调LTCC避免传导阻滞的发生。在系统性红斑狼疮（SLE）患者中发现，SSA/Ro抗体阳性在一定程度上具有QTc间期延长风险，目前研究机制尚未明确［35］。

恶性室性心律失常（MVA）是AMI患者最常见的并发症之一［36］，也是AMI患者急性期病死的主要原因之一。药物溶栓治疗或PCI术进行再灌注时，可以引起大量氧自由基释放，心肌细胞损伤、细胞膜稳定性降低，细胞内钙离子超负荷，易形成MVA。缺血预适应（IPC）条件下，心肌细胞TRIM72水平增加［37］，而蒋鑫等［38］研究发现，TRIM72 预处理大鼠缺血心肌，能明显降低缺血再灌注所引起的室性心动过速（VT）和室颤（VF）发生率，缩短 VT和VF的持续时间，由此可以间接证实，TRIM72在改善再灌注心律失常中发挥重要作用，可以作为预防MVA重要的治疗靶点。

4 TRIM家族与高血压

高血压是最常见的慢性病，也是心脑血管病最主要的危险因素，其中脑卒中、心肌梗死、心力衰竭和肾功能衰竭等是主要并发症。动物实验和临床尸解表明高血压诱导的心血管重构过程中有心肌细胞凋亡现象［39，40］，主要靶器官（心、脑、肾等）中存在细胞凋亡，高血压后期细胞凋亡可能参与心肌肥厚和心力衰竭等疾病的发病过程［41］。自发性高血压大鼠（SHR）模型的建立，有利于发现新的候选致病基因及其突变，对于明确高血压发病机制、发现高血压防治新靶点等方面均具有重要意义［42］。孙胜等［43］在高血压SHR模型中提取心肌细胞蛋白，通过质谱分析获得：肌酸激酶（CK）表达下降，葡萄糖调节蛋白 58（GRP58）、三重基序蛋白 50（TRIM50）、丙酮酸脱氢酶E1α、刺激转录因子50（FHL）等五种心肌组织蛋白质较正常组大鼠上调。高文祥等［44］对大鼠慢性低氧预处理研究中发现，骨骼肌细胞线粒体中F1－ATP 酶、电压依赖性阴离子通道（VDAC）、羟酰辅酶A脱氢酶（HOAD）、TRIM50等表达变化明显。TRIM50蛋白是TRIM家族成员之一，同样具有E3泛素连接酶样活性和调节DNA甲基化基因表达的功能，推测TRIM50表达上调可能参与高血压发生发展过程中心肌细胞生长、凋亡等过程。

综上所述可知，通过基因组学研究发现，人类基因组中三重基序蛋白（TRIM家族）成员有80多个，无脊椎动物中TRIM家族成员不到20个，单细胞生物中则没有发现同源基因。因此，推测进化越高等的生物中TRIM家族成员越多，物种进化越快，说明TRIM家族是一个快速进化的家族［19］。TRIM家族具有高度保守性的RBCC结构域，其中RING结构域具有E3泛素连接酶活性，可以介导蛋白自身或不同底物的泛素化，也是TRIM家族抗HIV病毒功能和对天然免疫的信号转导调节的关键因素；B－box结构只在TRIM家族中发现，推测其可能是该蛋白家族中重要的决定簇［3］。TRIM家族的作用最先在先天抗病毒免疫中被发现，已证实TRIM家族成员干扰不同病毒的各个复制阶段，如TRIM5、TRIM22、TRIM28等蛋白通过干扰DNA或RNA病毒基因整合、基因表达和复制或与其他因子形成转录共抑制子复合物，从而抑制病毒的感染和释放［46－48］。

近年来，流行病学研究发现，心血管疾病已成为威胁人类健康的“头号杀手”，每年有100万以上人死于心血管疾病，其中高血压、冠心病、心力衰竭、心肌病等一直是心血管疾病研究的重点。TRIM家族在人体不同的组织中表达差异明显，其中TRIM32、TRIM72、TRIM45等蛋白在心脏组织细胞中表达较高，因此TRIM家族在心脏疾病中的研究也逐渐受到重视。14－3－3σ蛋白通过维持TRIM32在心肌细胞中的稳定性，抑制PI3K/Akt信号通路，从而预防心肌肥厚。TRIM45则通过与Dnajb6蛋白、Slc25a3蛋白形成复合物起同样的作用。心肌纤维细胞中TRIM72降低，可抑制心肌纤维化，而其自身可通过激活细胞存活信号通路，减少再灌注诱导的损伤，缓解恶性室性心律失常。TRIM50表达上调可能参与高血压发生发展过程中，刺激细胞生长及凋亡，影响靶器官的损害，为治疗高血压提供新的治疗靶点。TRIM家族作用广泛，但在心脏及血管疾病中的研究相对较少，具体作用及机制尚未研究明确，有待进一步深入研究探索，为治疗心血管疾病提供新方向。

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