蒲艳 综述 冉迅 审校

(1.贵州省人民医院心血管病研究所，贵州 贵阳 550002； 2.四川大学华西医院上锦院区，四川 成都 610041)

Nogo蛋白家族主要包括Nogo-A、Nogo-B和Nogo-C三种蛋白质，主要存在于中枢神经系统的少突胶质细胞和有髓神经纤维细胞中，通过使细胞浆内的神经细胞生长因子降解或失活抑制其介导的神经元和神经突的生长。目前已有研究证实Nogo蛋白在Alzheimer’s病、帕金森综合征、缺血性脑损伤、多发性硬化症的脱髓鞘损伤以及癫痫等神经系统疾病中扮演重要的角色。研究发现Nogo蛋白在心血管调控、细胞凋亡、抑制肿瘤生长等方面也具有重要的作用，其在外周血管损伤修复、动脉粥样硬化以及心力衰竭等心血管领域的作用成为近年来研究的热点，现对Nogo蛋白在心血管系统中的作用进行综述。

1 Nogo的基因和蛋白分子结构

三种Nogo蛋白产物均共同来源于同一个基因Nogo[1-2]，并发现该基因位于染色体2p16.1-2p16.3[3]。人类Nogo基因由 14个外显子和8个内含子组成[4-5]，长度近75 kb，位于染色体2p16。鼠Nogo由11个外显子和8个内含子组成，长度近50 kb，位于11号染色体。人和鼠Nogo基因的所有外显子-内含子边界均有标准的GT/AG序列[6](除了外显子2)。有两种启动因子调控Nogo基因的表达，其中Nogo-A和Nogo-B受启动子1的调控发生转录，而Nogo-C则受启动子2的调控发生转录。

Nogo蛋白有3个同源异构体:Nogo-A含有1 192个氨基酸序列，蛋白相对分子质量为135 000～139 000；Nogo-B含有373个氨基酸序列，蛋白相对分子质量为37 000～56 000；Nogo-C是最短的亚型，含有199个氨基酸序列，蛋白相对分子质量为22 000～29 000，具有与Nogo-A和Nogo-B相同的C-末端，其C-端含有Nogo-66功能区，不含有Nogo-A N-末端特别的抑制区，这3个亚型具有与网状组织蛋白家族同源的C-末端，因此称为该家族的RTN4。Nogo三种异构体中Nogo-A最长，其余都是剪辑体。RTN蛋白拓扑结构有2个可跨膜2次或3次的由35～36个氨基酸组成的疏水区域。研究发现，Nogo-A蛋白的跨膜结构中有一个位于2个疏水区之间的称为Nogo-66胞外区域[7]，该结构认为有3种可能:(1)Nogo-66位于内质网腔外或细胞外，Nogo-A的氨基端和羧基端位于胞液内；(2)Nogo-A的Nogo-66位于胞液中,Nogo-A的其余部分位于胞外或内质网腔外；(3)Nogo-66和其氨基端位于胞液中,剩余部分位于胞外或内质网腔外。RTN缺少正常的氨基端，猜测RTN的膜定位由内部的信号区如跨膜区域引导。Nogo-B跨膜区域中第2个疏水区域的缺失可导致蛋白质的定位从内质网转移到细胞质[8]。Nogo-B与Nogo-A的N末端具有相同的185个氨基酸，它的长跨膜区可跨膜1次或2次，定位在细胞表面或内质网，并在细胞膜上同时存在朝内或朝外的两种构象分布。Nogo-B跨膜区域可结合在Nogo受体亚基上[9]，推测Nogo-B保留序列中带有亮氨酸链样序列的第二个疏水域与内质网连接有关。Nogo-B与Nogo-A分享一个172个氨基酸的N-末端[1]，该区域富含丝氨酸(10.8%)、谷氨酸(12.4%)和脯氨酸(24．3%)残基。Nogo蛋白的N-末端和Nogo-66环是它们的功能区域。最近研究发现，Nogo-B具有双向功能的特点是由于Nogo-B的N-末端和C-末端均处于无组织状态，这种结构特点使Nogo-B一方面参与血管重构、中枢神经再生、凋亡等过程，另一方面参与发生或维持细胞膜相关的结构[10]。Huber等[11]研究发现，Nogo-B的另一亚型Nogo-B2在DNA水平比通常意义上的Nogo-B多一个58 bp大小的外显子2，从而使Nogo-B2在蛋白水平比Nogo-B大1.9 U。

2 Nogo蛋白在心血管系统中的分布

Schuab和Caroni在1988年从大鼠脊髓中分离Nogo-A和Nogo-B，随后发现Nogo-B广泛表达于视神经、脊髓、脑、坐骨神经等神经组织中[11]。除神经系统外，还发现Nogo-A和Nogo-B存在于心血管组织中，虽然对其作用和功能的研究甚少，但不能排除在心血管的发生及其疾病中起到与其在神经系统中同样重要的角色。Lisette等对分离自血管内皮细胞的膜微区域(CEM/LR)进行分析发现CEM/LR中富含Nogo-B，免疫荧光显微镜检测到在血管壁内皮和平滑肌细胞中有Nogo-B表达[12]。Zhang等[13]进一步研究发现，内皮细胞产生的Nogo-B可调节鞘脂的生物合成，进而促进由压力负荷导致的心肌病理性肥厚。并以大鼠为研究对象，证实了内皮细胞缺乏Nogo-B蛋白不容易发生病理性心肌肥厚。有研究证实，Nogo-A表达于成人的心肌组织中，并可作为心力衰竭的新型标志物[14]。冉迅等[15]研究发现Nogo-A和Nogo-B在肺动脉高压大鼠的右心室心肌组织中也有表达，并参与了右心室心肌重构的病理生理过程。综上所述，Nogo蛋白在心血管疾病状态下发生异常表达，具体作用及其机理还需进一步研究。

3 在心血管系统中的功能和作用

3.1 Nogo-B参与外周血管的损伤修复

Nogo-66环不是Nogo-B的功能区，而是Nogo-B的N-末端的特异受体[16],Nogo-B参与了外周血管的损伤修复[17]。研究发现Nogo-B高表达在血管的内皮细胞和平滑肌细胞，然后将N-末端分别导入内皮细胞和平滑肌细胞的细胞质。结果，Nogo-B促进内皮细胞的迁移，抑制平滑肌细胞的再生。在Nogo-A/B缺失的小鼠中，股动脉损伤后损伤的血管内皮快速大量丢失Nogo-B，HE染色发现平滑肌细胞增生和迁移造成血管闭塞。作者用腺病毒载体介导Nogo-B的基因并导入血管，逆转血管增生。Kritz等[18]用基因介导的方法把Nogo-B转入腺病毒构建Ad-Nogo-B，并注入损伤的血管内皮细胞，结果Nogo-B的大量表达在体外阻止了血管平滑肌细胞的迁移和增生，在体内延缓了新生内膜的形成，提示Nogo-B可能对介入性冠状动脉的再狭窄有治疗和预防作用。Paszkowiak等[19]认为，在血管损伤和血流变化引起的血管重构中，Nogo-B可能具有不同的作用，在血管损伤或血管损伤加低血流状态下，血管内膜和中膜Nogo-B表达减少，而外膜Nogo-B表达增加，Nogo-B抑制血管损伤的进展和新生内膜的增生。在单纯的低血流状态下，血管中膜Nogo-B表达未减少，外膜表达亦未增加。提示增加Nogo-B的表达可抑制血管损伤和/或血流减少的血管重构，但可能对血流减少引起的血管内向重构不具有保护作用。

3.2 Nogo-B在动脉粥样硬化和动脉瘤中的作用

Nogo-B与血管的损伤修复有关，在血管内病变中发挥影响。Nogo-B蛋白可能参与了动脉粥样硬化的形成并可能对血管起保护作用[20]。Western Blotting和半定量PCR技术发现，随着溶血磷脂酰胆碱刺激浓度的逐步增加，小鼠心脏微血管内皮细胞系(H5V)的Nogo-B1蛋白表达量逐步减少，大鼠动脉粥样硬化模型及患者的动脉组织中发现 Nogo-B在粥样硬化斑块区表达明显减低。随后的研究[21]证实了这个观点，人的颈动脉粥样硬化斑块中，Nogo-B的低水平表达与粥样硬化表型、再狭窄及狭窄的严重程度有关，但血浆Nogo-B与临床上有意义的动脉粥样硬化疾病无相关性。Pan等[22]还发现，在动脉瘤病变组织，Nogo-B mRNA和蛋白明显减少，提示Nogo-B参与了动脉瘤的形成和发展，可能Nogo-B对动脉瘤的病理过程具有保护作用。

3.3 Nogo蛋白在冠心病中的作用

冠心病是心血管系统的主要疾病，发病率在中国呈逐年增长趋势，由其导致的心肌组织损伤、坏死以及纤维化的分子学机制是目前研究的热点。Ding等[23]以122例急性冠脉综合征患者为研究对象，结果显示Nogo-A水平显著高于正常对照组，并可作为冠心病不良预后的独立预测因子，以及急性冠脉综合征早期诊断的生物标志物。Lee等[24]用血管内超声分析尸检患者冠状动脉粥样硬化病变与病变局部Nogo-B水平的关系发现，纤维粥样斑块和病变局部的程度与Nogo-B水平呈负相关，病变局部Nogo-B减少促进斑块形成和/或造成斑块不稳定，因此认为，Nogo-B可能在急性冠脉综合征的病理生理中扮演重要作用。同样，Gao等[25]研究表明，无论是在急性冠脉综合征还是稳定性冠心病患者中，Nogo-B水平都显著高于正常对照人群，结果提示Nogo-B可能与冠心病的发生发展有关。Jia等[26]研究表明，在大鼠梗死心肌组织中Nogo-C的表达水平显著升高，证实Nogo-C与梗死后心肌细胞凋亡相关，通过抑制Nogo-C表达保护心肌组织证明其参与梗死后心力衰竭的发生过程。综上，Nogo蛋白家族中A、B、C在冠心病发生、发展以及其预后中均具有重要的价值，能否成为冠心病早期诊断的生物标志物以及未来治疗的靶点还需进一步研究。

3.4 Nogo蛋白在心力衰竭中的作用和功能

在慢性心力衰竭中，Nogo蛋白的功能和作用研究逐渐增多，Bullard等[14]用基因工程敲除LIM基因，减少LIM蛋白(肌动蛋白相关的细胞骨架蛋白)的表达，制作了心力衰竭的动物模型，发现心力衰竭时，Nogo-A mRNA增加，Nogo-B/C mRNA降低；心力衰竭改善后，Nogo-A mRNA下降，Nogo-B/C mRNA增加。在终末期心力衰竭的患者同样如此，在用左心室辅助装置或心脏移植后Nogo-A mRNA下降，Nogo-B mRNA增加，但Nogo-C mRNA几乎无变化。同时发现心力衰竭的指标(心房利钠肽)和纤维化指标(结缔组织生长因子)增加，Nogo蛋白水平在心力衰竭改善后下降。随后对心脏的免疫组织化学染色,共聚焦显微镜发现Nogo主要定位于成纤维细胞和血管床，心肌细胞无阳性染色。在成纤维细胞，Nogo定位于细胞膜和细胞浆。结合心力衰竭时心脏有纤维化证据，提示Nogo-A/B可能参与了心力衰竭的纤维化过程。冉迅等[15]研究表明在肺动脉高压致右心衰竭的大鼠右室心肌组织中Nogo-A蛋白表达量逐渐增加，且与心肌组织中胶原纤维的含量呈正相关，结果提示Nogo异常的表达可能参与了右心室的重构。Nogo蛋白在心力衰竭疾病中的异常表达，为心力衰竭的分子机制研究以及发现新的治疗靶点提供了理论基础。

4 小结

心血管疾病是目前影响人类健康的主要疾病之一，发病率及其死亡率呈逐年上升趋势，具有病程呈慢性急性加重的特点。目前针对心血管疾病的预防、病因、病理生理机制、早期诊断以及确切有效的治疗等方面还存在诸多的未知因素，对诸多问题的解决需从该类疾病的分子学机制入手。而Nogo基因及其编码的蛋白，生理功能较为复杂，既往研究主要集中在神经系统，在其他组织中的分布和作用研究较少。目前认为，Nogo在多系统、多器官组织都有分布和表达，其功能可能与其在组织的分布有关，参与了各种各样的病理生理过程：如轴突再生、血管调控、细胞凋亡、应激反应、介导炎症反应等。近年来Nogo基因及其蛋白成为心血管疾病领域中的研究热点，深入认识Nogo基因/蛋白在该类疾病中的分子调节机制，加深对其功能和作用通路的深入了解，必将为其在心血管疾病领域的基础研究和可能的临床应用提供广阔的前景。

[ 参 考 文 献 ]

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