NAMPT与动脉粥样硬化性相关疾病的研究进展

摘要：内脂素（visfatin）/前B细胞集落增强因子（PBEF）/烟酰胺核糖基转移酶（NAMPT）作为一个新的脂肪因子具有多种生物学活性，并广泛表达于各种组织和细胞。其在炎症疾病、糖尿病、肥胖、高血压、冠心病等疾病中的发生和发展中发挥着重要作用。NAMPT与动脉粥样硬化相关疾病的关系现已成为研究热点，且可能为动脉粥样硬化性相关疾病的防治提供了新的思路和靶点。

关键词：烟酰胺核糖基转移酶，动脉粥样硬化，心血管

动脉粥样硬化是危害人类健康的常见病。研究认为它是由脂质代谢异常、血液凝固失调及与遗传、环境等基础因素有关的血管慢性炎症共同造成的疾病。

1 NAMPT

NAMPT的发现和结构特点：Sama[1]等从有活性的外周血淋巴细胞中分离出一个与B淋巴细胞成熟有关的因子，故命为前B细胞克隆增强因子（pre-B cell colony enhancing factor，PBEF）。之后，该蛋白又被鉴定为细胞内的蛋白，在细胞内是NAD+生物合成中的限速酶，故命为尼克酰胺磷酸核糖转移酶（nicotinamide phosphoribosyltransferase，NAMPT）。随后Fukuhara[2]等用PCR技术发现了一个内脏脂肪特异性高表达的mRNA，因此将其命名为内脏脂泌（NAMPT），序列鉴定表明PBEF、NAMPT及NAMPT是同一种蛋白。人类NAMPT基因位于7号染色体的q22.17和q31.33之间，全长34.7kb，由473个氨基酸的蛋白组成，相对分子量为52KD。NAMPT基因的5′端包含2个片段，近端富含GC，长1.4kb，含有几个转录起始位点，缺乏TATA盒和CAAT盒；远端富含AT，长约1.6kb，含有TATA、CAAT盒及起始密码子，Ognjanovic等推测其可以作为远端启动子[3]，3′末端转录区域的腺嘌呤/胸腺嘧啶占69%，富含TATT序列，该序列是细胞因子的独特特征[4]。NAMPT有3个mRNA转录产物，分别长为2.0kb、2.4kb和4.0kb，其中2.4kb转录产物含量最丰富。信号序列是引导蛋白质定向转移出细胞的信号肽，而NAMPT缺乏这种信号肽片段[5]，有研究认为NAMPT来源于细胞死亡裂解的产物，而不是通过分泌产生的[6]。但是，多数学者认为NAMPT具有细胞因子的独特特征，因此仍认为NAMPT是一种分泌蛋白。NAMPT的氨基酸序列在各种生物间具有高度同源性[7]。在细菌、无脊柱动物、果蝇、两栖类、鸟类和哺乳动物中均有发现。免疫荧光杂交法显示：NAMPT除在脂肪组织和脂肪细胞表达外，还广泛存在于骨髓细胞、肝脏和肌细胞、巨噬细胞、胸腺、胰腺、大脑、前列腺、肾脏、心脏和肺等多处组织和细胞中[3]。

2 NAMPT的生物学功能

在丙氨酸氨基转移酶（AKT）信号转导通路中，Fukuhara等[2]研究表明NAMPT具有类胰岛素作用，能够与胰岛素受体（IR）结合，但结合位点不同，进而激活磷脂酰肌醇激酶通路，引起AKT和促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）磷酸化发挥降糖等作用。但Revollo等[8]发现采用Fukuhara的实验条件未发现NAMPT激活IR下游的AKT通路。然而也有学者认为在成骨细胞和系膜细胞中IR磷酸化激活下游的AKT通路参与了NAMPT调节糖代谢[9]。

在血管生成方面：Kim等通过体内研究发现NAMPT通过激活促细胞分裂胞外信号调节激酶（ERK1/2）促进血管生成。此外，NAMPT也能增加血管内皮生长因子及其受体2促进血管内皮细胞生成。其他报道发现了NAMPT通过NF-kB通路激活细胞粘附因子1（ICAM1）和血管细胞粘附分子（VCAM）的基因启动，增加了细胞粘附因子1（ICAM1）和血管细胞粘附分子水平（VCAM）的水平，进而防止内皮细胞凋亡。也文献报道NAMPT增加了内皮细胞的NF-kB活性，引起氧自由基产生。

在细胞凋亡方面：Ognjanovic等研究发现NAMPT贵羊膜细胞和成纤维细胞抗凋亡作用。文献报道称NAMPT能抑制败血症患者巨噬细胞中半胱天冬酶3和8活性，阻碍细胞凋亡。Li等研究报道了胞外的NAMPT通过升高IL-6激活STAT3磷酸化能够减弱应激引起的巨噬细胞凋亡。学者们认为这些是不依赖IR和Nampt酶活性通过自分泌或旁分泌发挥作用的。

3 NAMPT与动脉粥样硬化性相关疾病

3.1 NAMPT与冠心病 研究发现在颈动脉粥样硬化病变的患者血浆中NAMPT水平是增加的，进一步的免疫组化方法表明患者的颈动脉斑块中NAMPT基因也是高表达的，且该蛋白主要表达在富含脂质的巨噬细胞中。有研究发现氧化型低密度脂蛋白和TNF-α能诱导单核细胞高表达NAMPT，也在急性心肌梗死患者的单核细胞中发现NAMPT的水平是升高的。这些均说明NAMPT基因在AS斑块的不稳定性中可能有某些影响。然而，近来的研究发现NAMPT表达变化与AS病变的改变无关，与患者的炎症状态有关。基质金属蛋白酶（MMP）是参与As斑块发生、发展和破裂过程的关键酶，MMP可以降解细胞外基质，使纤维帽变薄，导致斑块破裂。研究发现NAMPT能增加内皮细胞和巨噬细胞的MMP-2和MMP-9，此外，能降低MMPs内源性抑制剂TIMP-1和TIMP-2。因此猜测，NAMPT在AS的发生和斑块不稳定方面有重要作用。

NAMPT具有诱导内皮细胞血管生成的潜在活性，可能参与血管生成紊乱。在VSMC成熟过程中发现NAMPT是高表达的，对平滑肌收缩物质（SMCs）具有NAMPT的酶活性，且该增殖通路也能通过NAMPT合成的NMN调节，促进血管平滑肌细胞成熟，诱导新生血管的形成，增加细胞间黏附分子-1（ICAM-1）和血管细胞黏附分子-1（VCAM-1）的表达，从而诱导白细胞在内皮细胞和主动脉内皮的黏附。也有研究发现来自血管周围脂肪组织的NAMPT通过ERK1/2和P38通路刺激VSMC的增殖，但不引起VSMC的舒张。新近的研究发现在人内皮细胞中NAMPT诱导MCP-1和CCR2的mRNA和蛋白分泌，这些蛋白有助于NAMPT促进血管生成。更重要的是，研究发现NAMPT对H2O2诱导VSMC凋亡发挥抗凋亡效应，且该效应是不依赖IR信号。

此外，在心肌缺血再灌注损伤时NAMPT具有心脏保护作用，即在再灌注损伤时注射NAMPT能减少心肌梗死面积。也有研究发现，在再氧合时候，注射NAMPT能通过PI3K和MEK1/2通路减少心肌细胞死亡。因此，认为NAMPT对心肌细胞的保护作用是因为抑制了mPTP。

3.2 NAMPT与炎症性疾病 Moschen等发现克罗恩病和溃疡性结肠炎的患者血浆中NAMPT水平高于正常患者，据此推测巨噬细胞，树突状细胞，和结肠上皮细胞也是NAMPT的来源。Gosset报道了在骨关节炎中NAMPT通过增加微粒体前列腺素合酶1（mPGES-1）和降低15-羟基-前列腺脱氢酶（15-PGDH）触发前列腺素E2（PGE2）过量表达。因为在炎症条件下，环氧化酶2和mPGES-1合成PGE2，而依赖NAD+的15-PGDH分解代谢PGE2。NAMPT也被发现刺激血管性血友病因子裂解蛋白酶（ADAMTS-4），ADAMTS-4，MMP-3及MMP-13.NAMPT也有助于风湿性关节炎（RA）的发生和发展。研究发现IL-6转导信号和IL-6样细胞因子制癌素M可能调节NAMPTZAI RA中的作用.在RA患者滑液成纤维细胞中，发现TLR和典型的细胞因子上调NAMPT。滑液中NAMPT的水平与炎症的程度和疾病的活动度相关，在RA患者血浆中NAMPT水平明显升高。在败血症患者中，NAMPT也被发现能通过半胱天冬酶3和半胱天冬酶8抑制中性粒白细胞的凋亡，进一步推测NAMPT参与了全身迟发性炎症发应的调节。

4 小结

综上所述，NAMPT是一种多功能、体内分布和作用广泛的一种蛋白。特别是NAMPT的发现增强了人们对心血管相关疾病的认识，随着研究的深入对早期诊断心血管疾病提供了的新的方法，对有效防治心血管相关疾病带来了新的靶点。

参考文献：

[1]Samal B，Sun Y，Stearns G，et al.Cloning and characterization of the cDNA encoding a novel human pre-B-cell colony-enhancing factor[J].Mol Cell Biol，1994，14：1431-1437.

[2]Fukuhara A，Matsuda M，Nishizawa M，et al.Visfatin：a protein secreted by visceral fat that mimics the effects of insulin.Science[J].2005，307：426-430.

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[4]Kim SR，Bae YH，Bae SK，et al.Visfatin enhances ICAM-1 and VCAM-1 expression through ROS-dependent NF-kappaB activation in endothelial cells[J].Biochim Biophys Acta，2008，1783：886-895.

[5]Kitania T，Okunoa S，Fujisawa H.Growth Phase-dependent changes in the subcellular localization of Pre-B-cell colony-enhancing factorl[J].FEBS Letters，2003，544：74-78.

[6]Tanaka M，Nozaki M，Fukuhara A，et al.Visfatin is released from 3T3-L1 adipocytes via a nonclassical pathway[J].Biochem Biophys Res Common，2007，359：194-201.

[7]Rangwala SM，Rich AS，Rhoades B，et al.Abnormal ghucose homeostasis due to chronic hyperresistinemia[J].Diabetes，2004，53：1937-1941.

[8]Revollo JR，Korner A，Mills KF，et al.Nampt/PBEF/Visfatin regulates insulin secretion in beta cells as a systemic NAD biosynthetic enzyme[J].Cell Metabolism，2007，6：363-375.

[9]Xie H，Tang SY，Luo XH，et al.Insulin-like effects of visfatin on human osteoblasts[J].Calcified Tissue International，2007，80：201-210.