(五)MLC的磷酸化和去磷酸化 近年来关于磷酸化和去磷酸化的研究倍受重视,认为磷酸化和去磷酸化是细胞信号转导的公共通路或最后通路。蛋白磷酸化和去磷酸化几乎调节着生命活动的所有过程。内皮通透性调节即是通过MLC和其它蛋白的磷酸化和去磷酸化实现的。
1.MLC磷酸化:研究体外培养的HUVEC和BPAEC单层发现,肌球蛋白轻链激酶(MLCK)激活时,EC间裂隙形成,胞内ATP、Ca2+、钙调蛋白(CaM)含量及MLC磷酸化水平升高。基础状态下EC内即存在MLC磷酸化,F-肌动蛋白骨架也表现出中心张力。当EC受到凝血酶或组胺刺激时,MLC发生快速单磷酸化和双磷酸化,诱导肌动-肌球蛋白间相互作用,中心张力增高,EC间隙形成,内皮通透性增高[13,15]。凝血酶刺激后15秒即有MLC磷酸化增加,峰值则出现在刺激后1-2分钟,约有60%-80%的MLC发生磷酸化并主要以双磷酸化的形式存在。预先加入MLCK抑制可阻断凝血酶引起的MLC磷酸化和EC单层通透性增高。
有人对MLC磷酸化过程提出如下假设[16]:PLC介导PKC活化和[Ca2+]i升高;再由Ca2+与钙调蛋白结合形成Ca-CaM,激活MLCK;最后由MLCK介导MLC磷酸化,Ca-CaM活化MLCK的过程需要PCK参与。cAMP对内皮通透性增高抑制作用,机制尚不清楚。加入外源性的cAMP可减弱炎性介质诱导的MLC磷酸化,表明cAMP保护内皮屏障功能的机制与MLC磷酸化有关[16]。β2-肾上腺素受体激动剂formoterol和异丙肾上腺素能促进cAMP合成增加,故对内皮屏障功能有一定的保护作用[17]。
2.MLC的磷酸化:EC受到组胺、凝血酶刺激后,MLC磷酸化水平迅速升高,5-30分钟内快速下降。MLC去磷酸化可能是MLCK被激活后又迅速失活,或MLC特异性的磷酸酯酶活性增高,也可能与两者均有关。内皮受凝血酶刺激后5分钟内由基础水平的.64N/cm2增至1.3N/cm2,并持续40分钟以上。可见MLC磷酸化与中心张力变化存在时相上的差异。推测EC收缩存在类似于平滑肌收缩时的“门栓状态”(latch bridge),即中心张力和细胞收缩状态的维持与MIC磷酸化无关。有关EC中MLC特异性磷酸酯酶活性的调节,目前知之不多;有人认为MLC的去磷酸化与L型丝氨酸/苏氨酸磷酸酯酶有关[15]。
四、内皮通透性增高的逆转和“关闭”(turn off )
多数炎性介质引起的内皮通透性增高是可逆的。Khimenko实验室的工作表明,下列因素可使内皮通透性高发生逆转[18]:⑴β-受体激活;⑵腺苷A2-受体激活;⑶AC激活;⑷加入cAMP类似物;⑸抑制磷酸二酯酶。其机制与EC中cAMP含量增加有关。
内皮通透性增高还可发生自然“关闭”。例如用α-凝血酶连续灌注肺血管,10分钟后毛细血管滤过系数升至峰值;停止灌注后40分钟,滤过系数恢复正常;EC收缩和细胞间隙增宽也在30分钟内恢复正常[19]。内皮通透性增高“关闭”的机制涉及信号转导过程的多个环节:⑴介质受体失敏,α-凝血酶引起凝血酶受体失敏是受体蛋白被水解,使EC膜上的的功能受体数下降所致。Vu等认为,一旦α-凝血酶引起内皮通透性增高,即不能再激发第二次反应。只有当新的受体合成并转移至胞膜表面时,才能对刺激产生新的反应。受体失敏的另一机制受体内化,缓激肽刺激可使其位于EC胞膜上的受体数因内化而下降约70%。β-肾上腺素受体则可因磷酸化而失敏;⑵PKC激活的负反馈通路抑制了与内皮通透性增高有关的信号转导,如PKC可使PLC与G蛋白之间失偶联,从而抑制了内皮通透性的增高;⑶内源性PKC抑制剂使PKC活性受到特异性调节;⑷磷酸二酯酶活化和MLCK失活。前者使磷酸化MLC水解增多,后者使磷酸化MLC形成减少;⑸可能与EC中的前列环素产生增加有关;⑹G蛋白下调,原因尚不清楚。可见内皮通透性“关闭”的机制十分复杂,某些环节有待进一步探讨。
目前对内皮屏障功能调节的机制已有深入的认识,但也存在一些不同的观点。例如多数人认为Ca-CaM激活MLCK是MLC磷酸化和F-肌动蛋白肌架重排发生的机制,PKC的作用是介导Ca-CaM的形成。但有人用药物阻断[Ca2+]i升高和PKC的激活并不能抑制MLC磷酸化和F-肌动蛋白骨架重排,推测有另外的机制参与[6]。甚至有认为,炎性介质引起的内皮通透性增高与F-肌动蛋白骨架重排和EC收缩无关[20]。内皮屏障功能的调节机制亟待进一步研究。
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