血红素加氧酶1及其代谢产物在心血管系统病变中的保护作用
2019-02-18徐欢宋伦
徐欢,宋伦
1. 军事医学研究院 军事认知与脑科学研究所,北京100850;2. 安徽医科大学,安徽 合肥231200
血红素加氧酶1(heme oxygenase-1,HO-1)的相对分子质量为23 000[1],染色体定位于22q12,最早归类于热激蛋白,因此也被称为热激蛋白23(heat shock protein 23,HSP23),在机体中广泛分布,其中在脾脏中的活性最强。HO-1 是血红素分解代谢的限速酶,可催化降解血红素生成胆绿素(biliverdin,BV)、游离铁和一氧化碳(carbon monoxide,CO)[2]。相当多的研究表明,HO-1 及其分解产物可通过抑制氧化应激等损伤反应参与维持细胞完整性和组织内稳态[3]。各项研究揭示了HO-1 具有抗氧化、抗炎、抗增殖、抗凋亡和免疫调节等功能,并对多种应激条件均有强烈的反应性。
1 HO-1 的诱导表达特征
研究表明,HO-1 的表达水平主要受遗传和转录调控。HO-1 基因启动子区存在(GT)n双核苷酸重复序列结构,其多态性与心血管疾病的发生密切相关。Taha[4]等对人内皮细胞研究后认为,HO-1 基因启动子区的GT 重复序列等位基因的变异直接调节HO-1 的表达水平,并和一些血管生成因子和抗炎因子的表达相关。研究发现拥有HO-1 短(GT)n基因型的人群患冠心病的风险较低,这可能是因为HO-1 短(GT)n基因型更有利于HO-1 表达,从而使得机体具有更强的抗氧化应激能力[5]。
除了遗传调控外,转录调控是HO-1 实现诱导表达的重要途径。在人HO-1 基因启动子区存在多种转录因子的结合位点,如AP-1、NF-κB、Nrf2、Bach1、HIF-1 和ATF-2,它们可分别参与HO-1 在不同应激条件下的诱导表达[1,4,6]。正常情况下,细胞中的Nrf2 与其伴侣分子Keap1 结合并进入泛素化降解途径,但在病理条件下Nrf2 被磷酸化,与Keap1 的结合被破坏,暴露出入核信号,在入核信号的驱使下进入细胞核,与Maf 共结合到HO-1 的启动子元件ARE 上启动HO-1 的转录,抵抗帕金森病理条件下由NOX2 活化引起的ROS增加。……
