1、心肌重构的信号通路及靶点研究心肌重构的信号通路及靶点研究讲座二：讲座二： RAAS心血管作用及干预靶点心血管作用及干预靶点中山大学药学院中山大学药学院 2016年年1月月19日日靶点及药物进展靶点及药物进展31受体的心血管效应受体的心血管效应2ReninAngiotensinogenACEAngiotensin IAngiotensin IIAT1AT2AngiotensinogenReninACEAT1AT23AngiotensinogenReninAngiotensin 1Angiotensin 2KininogenKallikreinBradykininInactive peptides
2、ACERAS(AII/AT1)AS(a1)ETS(ET-1/ETA)4肾素肾素 340AAAT1-RAT2-R血管收缩血管收缩促进增生促进增生钠水潴留钠水潴留血管扩张血管扩张抑制增生抑制增生细胞凋亡细胞凋亡血管扩张血管扩张抑制增生抑制增生钠利尿钠利尿胃促胰酶胰蛋白酶肽酶ACE-Kininase II无活性降解产物BK II-RNO(-)血管紧张素原 453AA Ang I1-10 Ang II1-8 缓激肽激肽原激肽释放酶醛固酮醛固酮保钠排钾保钠排钾水钠潴留水钠潴留胶原增生胶原增生ACEIAT1-RB经典的肾素:血管紧张素系统Brooks DP, et al. J Hypertens Supp
3、l. 1999; 17(2) : S27-32Ang I1-10Ang II1-8Ang III2-8Ang IV3-8fragment血管紧张素原AT1受体IRAP受体AT2受体缓解肽失活片段ACE肾素紧张肽紧张肽组织蛋白酶组织蛋白酶GG组织纤溶酶原激活物组织纤溶酶原激活物胃胃促胰酶促胰酶胃促胰酶组织蛋白酶A氨基肽酶 A全新的RAS系统氨基肽酶 MAng-(1-5)ACERPR受体Mas受体Ang-(1-7)Ang-(1-12)ACE胃促胰酶脑啡肽酶NEPAng-(1-9)NEP & ACE2ACE2ACE2RPR ：前肾素：前肾素-肾素受体肾素受体IRAP:胰岛素调控氨基肽酶受体 缩血管兴
4、奋交感神经醛固酮释放ADH释放肥厚增殖纤维化氧化应激扩血管NO释放抗增殖抗肥厚抗纤维化减少心律失常抗血栓形成激活NF-KappaB，介导MCP-1,IL-6,TNFalpha，ICAM-1，PAL-1ACE胃促胰酶组织蛋白酶A肾素紧张肽组织蛋白酶G组织纤溶酶原激活物胃促胰酶F. Fyhrquist，Journal of Internal Medicine.2008,264; 224236Bart Stragier， Heart Fail Rev (2008) 13:321337血管紧张素原血管紧张素原Ang IAng I1-101-10Ang IIAng II1-81-8Ang IIIAng
5、III2-82-8Ang IVAng IV3-83-8fragmentfragmentAT1受体IRAP受体氨基肽酶 A氨基肽酶 MRPR受体Mas受体Ang-(1-7)AT2受体Roland E Schmieder， Lancet 2007; 369: 120819在各种原因引起的心衰中发现TNF-和NF-K的激活，暗示其在心衰机制中发挥作用。几乎全部的IL-6 家族：IL6, 白血病抑制因子(LIF) 和心肌营养蛋白-1 (CT-1)均是引起心室重构的相关因子；ACE-IRohini Agrawal，Pharmacological Research 61 (2010) 269280F. F
6、yhrquist，Journal of Internal Medicine 264; 224236AngI1-10AngII1-8AngIII2-8Ang IV3-8IRAPR激活NF-KappaB，介导MCP-1,IL-6,TNFalpha，ICAM-1，PAI-1ACE氨基肽酶氨基肽酶 A氨基肽酶氨基肽酶 MAngIV3-8-IRAP受体在心室重构中的作用血管舒张血管舒张内皮功能内皮功能增殖增殖肥厚肥厚纤维化纤维化血栓形成血栓形成抗心律失常抗心律失常血管收缩血管收缩内皮功能紊乱内皮功能紊乱增殖增殖肥厚肥厚纤维化纤维化血栓形成血栓形成心律失常心律失常Ang-(1-7)：拮抗Ang II对心血
7、管系统的不良作用Robson A.S. Santos, Current Opinion in Nephrology and Hypertension 2007, 16:122128血管紧张素转换酶血管紧张素转换酶2-血管紧张素血管紧张素1-7-Mas轴轴 与相应对照组比 P0.05 对照组 ARB组 ACEI组 ACEI+ARB组 SD大鼠SHR大鼠TG+大鼠(无肾素)050100150200血浆Ang-(1-7)浓度(pmol/mL)ACEI比ARB更显著升高Ang-(1-7)Yamada K. et al. Hypertension.1998;32:496-502. ARB ：Ang 1型
8、受体型受体(AT1)拮抗剂拮抗剂 左心室壁纤维化DOCA=乙酸脱氧皮质甾酮乙酸脱氧皮质甾酮ShamDOCA+ANG-(1-7)DOCA模拟手术组DOCA组DOCA+Ang1-7组Ang-(1-7)对心脏的保护作用明显改善心肌纤维化*P0.05 vs. sham+P0.05 vs. DOCAJustin L. Grobe, Am J Physiol Heart Circ Physiol 2006;290: H2417H2423Ang-(1-7)和Ang-(1-9)都能明显地改善Ang II1-8引起的心肌肥厚PD123，319=AT2R拮抗剂，能明显削弱Ang-(1-9)的抗心肌肥厚作用*相比对
9、照组P0.001,#相比AngII组P0.001PD123，319Ang-(1-9)可拮抗AngII1-8导致的心肌肥厚M. Flores-Munoz, J Physiol 589.4 (2011) pp 939951*P0.05 vs vehicle组WT+Ang IIACE2KO+Ang IIACE2对心肌的保护作用ACE2 蛋白(R.E.)0.30WT*0.60.91.2WTVehicleAng IIJiuChang Zhong, Circulation. 2010;122:717-728血管紧张素转换酶血管紧张素转换酶2-血管紧张素血管紧张素1-7-Mas轴轴 （U/ml）血清中ACE
10、2活性（U/ml）左心室中左心室中ACE2活性活性（U/ml）血清中血清中ACE2活性活性（U/ml）ACEI能增加ACE2的活性&P0.05 vs S (1 week), *P0.05 vs S (8 weeks), #P0.05 vs MI1wk8wk&P0.05 vs S (1 week), *P0.05 vs S (8 weeks), #P0.05 vs MI1wk8wkACE2ACE2Mara Paz Ocaranza, Hypertension.2006;48:572肾素肾素血管紧张素原血管紧张素原 Ang IAng IIAT1受体受体AT2受体受体AT3受体受体AT4受体受体血管
11、收缩血管收缩增殖增殖基质形成基质形成醛固酮分泌醛固酮分泌血管舒张血管舒张抗增殖抗增殖凋亡凋亡血管完整性血管完整性 PAI-1？血管舒张血管舒张 一氧化氮一氧化氮 前列腺素前列腺素 EDHF无活性肽无活性肽激肽原激肽原缓激肽缓激肽激肽释放酶激肽释放酶BK B2受体受体ACEAng-(1-9)AT2受体受体 血管舒张血管舒张抗增殖抗增殖Ang(1-5)无活性肽无活性肽Ang-(1-7)Mas受体受体肽链肽链内切酶内切酶NEP&ACEACE2ACE2ACERPR受体ACEI 抑制抑制激活ACEI对心血管的保护作用Pepine CJ. Vascular Biology 2002;Vol 2,No.1
12、1-8. PLDPLCAIIagbPCPADAGCholineIP3PIP2PKCMekMapkStatsERCa+ShcJaksSIEC-fosC-JunStatsSOSGrb2RasRafGTPC-mycEgrCa+Ca+Ca+Ca+18AngI1-10AngII1-8AngIII2-8AngIV3-8Ang1-12肾素肾素/前前肾素肾素Ang1-7Ang1-9ACE2血管收缩血管舒张肾动脉血管纤维化心肌肥厚心肌细胞增殖MON-SL-0028-0711-0712目前目前 一线降压药有五类：一线降压药有五类： 利尿药 受体阻断剂 Ca离子通道拮抗剂 ACE抑制药 Ang受体阻断剂受体阻断剂
13、肾素肾素-血管紧血管紧张素张素 系统系统 RAAS研发史大事件1898 1934 1939 1954 1956 1969 1970 1977 1982 1983 1988 1989 997 2000 2007 Tigerstedt 和 Bergstrom 发现兔子肾皮质提取物可升高血压，将其中的活性物质命名为“肾素”Goldblatt 钳夹狗的肾动脉诱导高血压Skeggs等阐述了AngI和AngII的结构，并提出可能存在ACEBraun-Menendez和Page发现高血压和血管紧张素（angiotonin）美国和欧洲批美国和欧洲批准阿利吉仑上准阿利吉仑上市市阿利吉仑首次用于治疗高血压患者阿利
14、吉仑进入临床研发阶段Skeggs部分提纯血管紧张素原放免法测定肾素Lin和Goodfriend在体外识别了血管紧张素受体Ondetti,Rubin和和Cushmann研发了研发了ACEI发表第一篇关于类肽类肾素抑制剂的文章第一个非肽类第一个非肽类ARBX射线技术阐明肾素的三维结构1988-1991:合成不同的肾素抑制剂，在动物中口服有效通过重组人肾素的X线晶体结构发现肾素的活性位点一、ACEI类药物 含巯基含巯基(-SH)或硫基或硫基(-SR)类类 卡托普利、阿拉普利卡托普利、阿拉普利 含羧基含羧基(-COOH)类类 依那普利、赖诺普利、培依那普利、赖诺普利、培 哚普利、雷哚普利、雷米普利、喹
15、那普利、地拉普利、西拉普利、贝那普利、螺米普利、喹那普利、地拉普利、西拉普利、贝那普利、螺普利、群多普利、莫昔普利、咪达普利普利、群多普利、莫昔普利、咪达普利 含次膦酸基含次膦酸基(-POO-)类类 福辛普利。福辛普利。 除有效降压外，除有效降压外，ACEI还具有心肾保护作用，可降低各类还具有心肾保护作用，可降低各类心血管事件的发生，尤其适合于合并心功能不全、心肌梗心血管事件的发生，尤其适合于合并心功能不全、心肌梗死、糖尿病患者死、糖尿病患者 二、二、AT1受体拮抗剂受体拮抗剂依据结构可分为三类：依据结构可分为三类：联苯四氮唑类，包括氯沙坦联苯四氮唑类，包括氯沙坦(又名又名“洛沙坦洛沙坦”)、
16、厄贝沙坦、坎地、厄贝沙坦、坎地沙坦、他索沙坦、奥美沙坦沙坦、他索沙坦、奥美沙坦;非联苯四氮唑类，包括依普沙坦、替米沙坦非联苯四氮唑类，包括依普沙坦、替米沙坦;非杂环类，包括缬沙坦。非杂环类，包括缬沙坦。 降压平稳、疗效好、作用时间长、患者耐受性好，尤其在预防卒降压平稳、疗效好、作用时间长、患者耐受性好，尤其在预防卒中、延缓糖尿病和非糖尿病肾病的肾功能不全、改善左心室肥厚中、延缓糖尿病和非糖尿病肾病的肾功能不全、改善左心室肥厚、对靶器官的保护作用等方面具有优势，且副作用比、对靶器官的保护作用等方面具有优势，且副作用比ACEI小小 。Parallel meta-regression analyse
17、s of ACE inhibitor and ARB trials for the risk of MI and CV death adjusted for blood pressure reductions within the trials. There was a 15% risk reduction in MI and CV death (P = 0.0001) between ACE inhibitor trials (blue circles) and ARB trials (green circles). Modified from Turnbull et al. J Hyper
18、tens. 2007; 25(5):951958. A parallel meta-analysis of ACE inhibitors and ARB trials. ACE inhibitors reduced the relative risk of total mortality by 9% (P 0.0001) and myocardial infarction by 14% (P 0.0001), whereas ARBs (11 trials; n = 55,050) did not reduce mortality (OR, 1.01; 95% CI, 0.961.06; P
19、= 0.8) and the risk of myocardial infarction actually increased (OR, 1.08; 95% CI, 1.011.16; P = 0.03). Prog Cardiovasc Dis. 2015 Nov 14. pii: S0033-0620(15)30023-2Plaque rupture in coronary arteries with ARBs. Blocking AT1 receptors with an ARB inhibits a negative feedback loop, increasing Ang II l
20、evels 2 to 3 fold, which leads to hyper stimulation of AT2 receptors and plaque rupture in coronary arteries. Modified from Strauss and Hall. Circulation. 2006; 114(8):838854.三、新一代降压药三、新一代降压药: 肾素抑制剂肾素抑制剂 阿利吉仑阿利吉仑Aliskirenu高血压病的病因复杂,已知体内许多系统与血压的调节有密切关系,抗高血压药物可以作用于影响血压调节的任一环节而使血压下降。u高血压治疗的目的不仅仅是降低血压,更
21、重要的是保护靶器官, 降低心血管病的发生率、病死率和致残率, 改善病人生活质量，延长患者寿命。1.前言肾素抑制剂肾素抑制剂renin inhibitor肽类肾素抑制剂：肽类肾素抑制剂：依那克林、雷米克林依那克林、雷米克林非肽类肾素抑制剂：非肽类肾素抑制剂：阿利吉伦阿利吉伦 血管紧张素原血管紧张素原 肾素肾素(+)阿利吉仑阿利吉仑 血管紧张素血管紧张素I ACEI 缓激肽降解失活缓激肽降解失活 (-) ACE 血管紧张素血管紧张素 缓激肽缓激肽 AT1R AT2R B2R 醛固酮释放、血管收缩醛固酮释放、血管收缩 部分对抗部分对抗 AT1R 血管扩张、致痛、咳嗽血管扩张、致痛、咳嗽儿茶酚胺释放及
22、敏感性儿茶酚胺释放及敏感性 的作用的作用 改善心脏血管重构改善心脏血管重构心血管肌细胞增殖肥大心血管肌细胞增殖肥大 糜酶糜酶阿利吉仑 第二代非肽类肾素抑制剂，由瑞士诺华公司所研发 2007该药在年在美国和欧洲上市 2009 年在日本上市 2010 年 6 月 20 日，获得中国SFDA 的上市批准，同意该药在中国境内单独或与其他降压药联合应用于高血压的治疗阿利吉仑与肾素分子结合,阻断血管紧张素原转化为AngI肾素阿利吉仑血管紧张素原Adapted from Wood JM, et al. Biochem Biophys Res Commun 2003;308:698-705.阿利吉仑与肾素的活
23、性位阿利吉仑与肾素的活性位点结合（点结合（ S1, S1, S2, S3 和和 S3sp 均为结合位点）均为结合位点）阿利吉仑与阿利吉仑与肾素的活性肾素的活性位点结合位点结合Aliskiren作用机制作用机制8-12周时，与基线相比，平均坐位血压变化均值(mmHg)0510152011.4*, Weir MR, et al. 2007 (Pooled analysis), White WB, et al. 2007 (Pooled analysis),Taylor AA, et al. 2007 (Pooled analysisDahlf B, et al. 2007 (Pooled anal
24、ysis), Prescott MF, et al. 2007 (Pooled analysis)*P0.001 vs 安慰剂组男性阿利吉仑有效降低各患者人群血压阿利吉仑有效降低各患者人群血压女性老年n=688 n=89814.6*16.1n=492n=705*14.1*14.9n=159 n=159*13.4*13.9n=434 n=630*肥胖患者代谢综合征糖尿病eGFR6012.8*14.8n=365 n=387*13.3*14.8n=98 n=393*13.2*10.1*n=26n=2514.7*阿利吉仑150mg阿利吉仑300mgASPIRE HIGHER中已公布结果的中已公布结果的
25、4个替代终点试验显示阿个替代终点试验显示阿利吉仑具有心肾保护作用利吉仑具有心肾保护作用阿利吉仑安全性和耐受性与安慰剂相当阿利吉仑安全性和耐受性与安慰剂相当Weir M, et al. 2007 (Pooled analysis)AE，不良事件; SAE，严重不良事件。 *P0.05; *P0.01; P0.0001 vs 安慰剂组。四、醛固酮在高血压心肌病中的作用四、醛固酮在高血压心肌病中的作用 钠水潴留，增加血容量和心脏负荷；钠水潴留，增加血容量和心脏负荷； 促进心肌胶原合成，诱导纤维化；促进心肌胶原合成，诱导纤维化； 增加机体对儿茶酚胺、增加机体对儿茶酚胺、AngAng的敏感性。的敏感性。
26、 在采用在采用ACEIACEI治疗治疗 CHFCHF，高血压等心血管疾病的过程中，高血压等心血管疾病的过程中，血浆醛固酮在短期内下降，但长期治疗血浆醛固酮在短期内下降，但长期治疗(3 (3个月以上个月以上) )后，即使后，即使是高剂量是高剂量 ACEIACEI，也不能抑制血浆醛固酮水平。，也不能抑制血浆醛固酮水平。醛固酮受体是治疗高血压心肌肥厚的靶点之一。醛固酮受体是治疗高血压心肌肥厚的靶点之一。靶点及药物进展1、目前，正在进一步研究阿利吉仑在人体中预防或延缓各种靶器官、目前，正在进一步研究阿利吉仑在人体中预防或延缓各种靶器官损害的效果。损害的效果。2、鉴于、鉴于ACE2对心血管功能的调控受到
27、越来越多的重视，另外对心血管功能的调控受到越来越多的重视，另外ACE2也参与多种具有心血管保护作用的非也参与多种具有心血管保护作用的非RAS系统内多肽类的代谢调节，系统内多肽类的代谢调节，由此开发上调由此开发上调ACE2表达的药物在治疗心血管疾病中可能成为新的治表达的药物在治疗心血管疾病中可能成为新的治疗策略疗策略3、螺内酯和新型醛固酮拮抗剂新型醛固酮受体拮抗剂依普利酮（、螺内酯和新型醛固酮拮抗剂新型醛固酮受体拮抗剂依普利酮（eplerenone）已被明确用来治疗由于心脏、肝脏或肾脏疾病继发醛）已被明确用来治疗由于心脏、肝脏或肾脏疾病继发醛固酮增多症导致充血性心力衰竭的患者，依普利酮具有选择性
28、抗醛固固酮增多症导致充血性心力衰竭的患者，依普利酮具有选择性抗醛固酮作用，而不影响睾酮、黄体酮及糖皮质激素的靶组织。酮作用，而不影响睾酮、黄体酮及糖皮质激素的靶组织。 Ang Ang能促进心脏成纤维细胞分泌能促进心脏成纤维细胞分泌ET-1ET-1；而；而ET-ET-1 1具有具有ACEACE样作用，能促使样作用，能促使Ang IAng I转化为转化为AngIIAngII及促使及促使 AngIIAngII释放。释放。二、内皮素系统与心肌重构二、内皮素系统与心肌重构 在高血压心肌病患者的血液和组织中在高血压心肌病患者的血液和组织中ET-1ET-1的合成的合成增加。增加。AngAng与与ET-1ET
29、-1的相互调节作用（正调节）的相互调节作用（正调节）ET-1在高血压心肌病中的作用在高血压心肌病中的作用 ET-1ET-1的促心肌肥厚作用主要由的促心肌肥厚作用主要由ET-AET-A介导介导 ：激活心肌细胞：激活心肌细胞的的PKCPKC和和MAPKMAPK，促进其肥大；激活成纤维细胞，促进其肥大；激活成纤维细胞PLCPLC和和TGF-TGF-b b，促进成纤维细胞促进成纤维细胞型胶原的合成和分泌。型胶原的合成和分泌。 ET-A ET-A和和ET-BET-B的激活均能活化的激活均能活化GqGq蛋白，通过蛋白，通过PKCPKC通路的通路的激活和激活和Ca2+Ca2+的释放诱发强有力的血管收缩反应。
30、的释放诱发强有力的血管收缩反应。血压升高血压升高心肌肥厚心肌肥厚 内皮素内皮素-1（endothelin-1，ET-1）是目前发现的最）是目前发现的最强的缩血管活性多肽，内皮素转化酶（强的缩血管活性多肽，内皮素转化酶（ECE)是其是其生成的限速酶，是目前多数专家认可的开发防治心生成的限速酶，是目前多数专家认可的开发防治心脑血管等疾病新药的重要靶点。脑血管等疾病新药的重要靶点。ECEECE作为药物筛选靶标的作为药物筛选靶标的背景背景 7 6 5 4 3 2 1 图图1.ECE-1c重组质粒双酶切鉴定与重组质粒双酶切鉴定与PCR鉴定鉴定 1为为Marker，2为为ECE-1c基因，基因，3为质粒载
31、体为质粒载体(线性化线性化)4，5，6为为以重组质粒为模板以重组质粒为模板PCR产物，产物，7为重组质粒为重组质粒EcoRI和和XholI双酶切产物双酶切产物 图图2.测序鉴定，结果与基因库中的测序鉴定，结果与基因库中的ECE-1c序列完全一致序列完全一致 ECE靶标构建及筛选体系建立靶标构建及筛选体系建立内皮素受体拮抗剂 按化学结构可分为肽类和非肽类按化学结构可分为肽类和非肽类2 种类型。目前已开发的种类型。目前已开发的作用较强的肽类作用较强的肽类ET -1受体拮抗剂有受体拮抗剂有BQ 123 、BQ160 、FR139317 等等, 但由于其对但由于其对ETA 受体和受体和ETB 受体选择
32、性差受体选择性差、半衰期短、生物利用度低、口服吸收不良而限制了在心、半衰期短、生物利用度低、口服吸收不良而限制了在心血管病中的应用。血管病中的应用。 非肽类非肽类ET -1 受体拮抗剂则有良好的药动学特征受体拮抗剂则有良好的药动学特征, 成为目前成为目前研发的主要方向。研发的主要方向。Bosentan(Ro47 -0203)作为非选择性作为非选择性ETA/ ETB 受体拮抗剂受体拮抗剂, 于于2001 年成为第一个获得年成为第一个获得FDA 批批准的口服有效的用于治疗肺动脉高压、充血性心力衰竭的准的口服有效的用于治疗肺动脉高压、充血性心力衰竭的药物药物 已经上市的内皮素受体拮抗剂有波生坦、替唑生坦、恩拉已经上市的内皮素受体拮抗剂有波生坦、替唑生坦、恩拉生坦、西他生坦、阿曲生坦及安贝生坦，在治疗高血压、生坦、西他生坦、阿曲生坦及安贝生坦，在治疗高血压、肺动脉高压、肿瘤、糖尿病并发症、心肌梗死及脑血管痉肺动脉高压、肿瘤、糖尿病并发症、心肌梗死及脑血管痉挛等方面取得很好效果挛等方面取得很好效果 马西替坦马西替坦(macitentan)已获准用于治疗肺动脉高压已获准用于治疗肺动脉高压(PAH)，美国爱可泰隆，美国爱可泰隆(Actelion)制药公司以商品名制药公司以商品名Opsumit上上市。市。谢 谢！谢 谢！
