摘要]目的 研究卡托普利干预细胞凋亡的作用及相关机制。方法 本文采取文献回顾的方法对卡托普利干预细胞凋亡的作用及相关机制作一综述。结果 卡托普利具有抑制和诱导细胞凋亡的双重作用。结论 卡托普利能够通过多种机制调节细胞凋亡。

[关键词] 卡托普利 干预 细胞凋亡

Advances in Research of Captopril Intervening Cell Apoptosis

SuTeng ZhengYang collation

[Obstract] objective to investigate the function of captopril intervening apoptsis and its releavant mechanism . Method the published papers to explore the function and machanism of captopril intervening apoptosis were reviewed. Result Captopril not only can hold back but also induce cell apoptosis .Conclusion captopril regulate cell apoptosis by several mechanisms

[key words] Captopril regulate apoptosis

卡托普利是第一个口服有效的血管紧张素转化酶抑制剂，自从1981年由美国FDA批准用于治疗高血压以来，卡托普利在治疗充血性心力衰竭，心肌梗死后的心室重构和糖尿病肾病中取得了良好的疗效。它在血管紧张素转化酶抑制剂中应用范围最广^[1]。随着相关基础科学的迅猛发展和对卡托普利药理作用研究的深入，近来人们在大量的动物和临床实验中发现卡托普利具有抑制和诱导细胞凋亡的双重作用^[2-7]，本文采用文献回顾的方法对卡托普利干预细胞凋亡的作用及相关机制作一综述。

1卡托普利的药理作用

卡托普利是含有巯基（SH）的血管紧张素转化酶抑制剂,它不但具有其他的血管紧张素转化酶抑制剂药理作用：（1）阻止血管紧张素II(AngII)的生成和作用；（2）保存缓激肽的活性；（3）保护血管内皮细胞与抗动脉粥洋硬化作用；（4）抗心肌缺血和心肌保护作用；（5）增加糖尿病病人对胰岛素的敏感性；（6）阻止心血管病理性重构，而且能通过所含有的巯基清除氧自由基，抑制脂质过氧化反应，起到稳定线粒体膜的作用^[8]，此外卡托普利还具有抑制单核巨噬细胞产生肿瘤坏死因子，白细胞介素等细胞因子的免疫学效应^[9]。

2: 细胞凋亡

2.1 细胞凋亡的概念及其基因调控

细胞凋亡是指在一定的生理和病理条件下,遵循自身的程序通过启动内部机制,主要是内源性DNA内切酶的激活,从而结束其生命的过程.目前的研究表明，细胞凋亡是基因调控的一种细胞死亡的特殊形式，其调控基因可分为促凋亡基因，包括野生型P53.c-myc，c-fas，c-jun，bcl-bax，ras，IC等基因；抑凋亡基因主要包括Bcl-2和突变型P53。自1972年Kerr^[10]等首次提出细胞凋亡概念以来, 细胞凋亡一直是近年来医学界的研究热点.

2.2细胞凋亡的通路

细胞凋亡的通路主要有两条,一条是死亡受体途径^[11]：死亡受体属于肿瘤因子受体(TNFR)超家族,包括Fas, TNFR1,DR3 ,DR4和DR5,在胞内部分含有一个死亡域(DD),以此招募下游的凋亡蛋白。Fas配体是一个同源三聚体，每个三聚体分子结合3个Fas分子。一旦与三聚体的配体相结合，Fas通过胞内段的DD和FADD羧基端的DD之间的相互作用，募集胞质中的衔接蛋白FADD。FADD氨基端含有DED，此DED和Caspase-8原域的DED相互作用，把Caspase-8募集到Fas区域。Fas、FADD和Caspase-8形成了死亡诱导信号复合体（DISC）。Caspase-8酶原有弱的蛋白水解活性，在DISC中Caspase-8由于寡聚化水解活性增强，而自我剪切活化 。活化的Caspase-8释放到细胞质中即激活Caspase—3，引起细胞凋亡；另一条是线粒体途径^[12]：线粒体通路^[2]：各种促凋亡信号如DNA损伤、生长因子去除等诱导线粒体释放细胞色素C，在ATP/dATP存在的情况下，细胞色素C结合到Apaf-1的WD40重复区域，促使Apaf-1寡聚化，形成Apaf-1-细胞上色素C多聚复合体。此复合体通过Apaf-1的氨基端的CARD与Caspase-9原域的CARD之间的蛋白—蛋白相互作用，以1：1比例募集胞质的Caspase—9。Caspase—9酶原之间因相互靠近自我剪切而活化。Caspase—9作为起始半胱氨酸蛋白酶激活下游的Caspase—3促使细胞凋亡。

3卡托普利抑制细胞凋亡

3.1卡托普利抑制AngII诱导的细胞凋亡

AngII对细胞凋亡有重要的影响，但作用机制较复杂，不同的细胞表现出不同的作用：既可以引起细胞凋亡，也可以引起细胞增生^[13]，这主要与AngII和其相应的受体AT₁，AT₂结合所发挥的生物学效应有关。Goldenberg I^[14]等实验发现AngII与其相应的受体AT₁，AT₂结合并共同作用，在增加AT₁，AT₂受体蛋白的表达的同时并明显上调促凋亡基因的表达，进而激活caspase-3导致细胞凋亡。但亦有研究表明：AT₁受体和AT₂受体与AngII结合而发挥的作用相反：即AT₁受体与AngII结合具有促进细胞增生的作用；AT₂受体与AngII结合具有诱导的细胞凋亡作用^[15]。这与Liangxuguo^[16]等应用卡托普利和氯沙坦干预由AngII所诱导的血管内皮细胞凋亡的实验内结果相一致：氯沙坦作为AT₁受体拮抗剂，虽然阻断了AngII与AT₁的结合,但对AngII所诱导的细胞调亡无影响，从而说明AT₁受体在AngII所诱导的细胞凋亡过程中无明显作用；而使用卡托普利能部分抑制AngII诱导的血管内皮细胞凋亡，其可能机制为卡托普利通过抑制血管紧张素转化酶的活性，阻止了AngI转换为AngII，从而不但使AngII所产生的氧自由基和炎性介质减少，而且部分阻断AngII与其相应受体结合所至的细胞凋亡作用。同时，还能降低促凋亡基因表达，上调抗凋亡基因Bcl-2的表达，从分子水平发挥抗细胞凋亡的作用^[17]。此外还与卡托普利能减少缓激肽的降解，增加NO的分泌有关^[18]。

3.2卡托普利抑制氧自由基诱导的细胞凋亡

氧自由基可以通过直接损伤DNA，攻击含有酶活性的蛋白质，影响核基因转录，引发脂质过氧化反应等多种途径诱导细胞凋亡。这已经在大量的实验中得以证实。同时，亦有实验证明用抗氧化剂或氧自由基清除剂干预氧自由基诱导的细胞凋亡，能通过阻止P53的激活、下调Bax蛋白的基因表达及降低Caspase-3的活性而抑制细胞凋亡^[19]。而卡托普利本身含有巯基（SH），不但具有抑制微粒体脂质过氧化反应及白细胞产生氧自自由基的作用，而且本身是强有力的氧自由基清除剂 ^[20]。Tambd^[21]等研究发现卡托普利对缺血再灌注过程中产生氧自由基所至的细胞凋亡具有明显的抑制作用，这与我国学者胡青松^[22-23]研究发现卡托普利具有抑制羟自由基诱导血管内皮细胞、心肌细胞凋亡的结论相一致。由此可见，卡托普利通过抑制和清除氧自由基的双重作用来阻止氧自由基氧化PT孔上的硫醇所激发PT孔开放，同时，卡托普利所含有巯基（SH）可使PT孔处于关闭状态^[24]，稳定了线粒体膜电位，阻止Cyt-C及凋亡诱导因子（AIF）从线粒体中释放，从而阻断细胞凋亡的线粒体途径而发挥抑制细胞凋亡的作用。同时卡托普利对线粒体复合体II-III质子泵泵出速度和电子传递速度升高有调节作用，使质子偶联更紧密，从而保护线粒体的呼吸功能，改善细胞的能量代谢^[25]，有效阻止氧自由基所造成的细胞内钙超载。

3.3卡托普利阻止缓激肽降解而抑制细胞凋亡

实验证明卡托普利能通过减少缓激肽的降解，使增加的缓激肽通过与其β2受体结合,进而激活磷酸酯酶C(PLC),产生的IP3使细胞内Ca²⁺释放而导致一氧化氮合酶（NOS）增加、上调结构型一氧化氮的基因表达（ecNOS），从而增加一氧化氮（NO）的产生^[26]。NO对细胞具有双重作用，即在通过产生氧自由基介导细胞凋亡的同时，可以通过抑制Caspase酶活性而产生抗细胞凋亡作用，作用结果与细胞类型和NO的量有关^[27]。Dimmelers^[18]等实验证明NO能通过抑制Caspase酶活性而阻断AngII所致的细胞凋亡作用，但Fukuok ^[28]等实验发现NO能通过上调Fas及Bax的表达而介导细胞凋亡。因此我们可以认为卡托普利可能一方面通过适当增加NO水平，另一方面通过其所含有巯基而清除NO产生的过量的氧自由基而共同发挥抗细胞凋亡的作用。此外，通过缓激肽-NO 途径可以激活蛋白激酶C，降低细胞代谢水平，降低ATP及氧的需求，改善细胞的能量代谢，阻止细胞凋亡^[29]。

3.4 其他

最近研究发现卡托普利能阻断由Fas受体介导细胞凋亡：UhalBD^[4]等研究发现卡托普利通过降低肺泡上皮细胞表面的Fas和其配体（Fasl）的表达而抑制凋亡。此外Odakac Mizuochi T^[30]等证实卡托普利通过干扰外周T细胞表面的Fas和Fasl之间的相互作用，并能降低凋亡过程中产生的Caspase-3类似物的活性而抑制凋亡。这为我们研究卡托普利在自身免疫病的应用开辟了新的道路。

4卡托普利诱导细胞凋亡

已有实验证明卡托普利具有促进细胞凋亡的作用，Buemi M^[5]等发现在实验中卡托普利0.23mg可以引起血管平滑肌细胞凋亡数目增加，同样Anne Mette^[6]等动物模型中发现卡托普利通过诱导血管平滑肌细胞凋亡而抑制受损伤后血管内膜的增生狭窄。这其中的具体机制还不清楚，可能是卡托普利能降低心肌梗死后血管内膜AngII的AT₁受体的mRNA的表达^[31]，从而引起AngII与AT₁结和所致的细胞增生及抗凋亡作用减弱，而与AT₂ 受体结合所致的细胞凋亡作用增强的结果^[32-33]。此外Ohwada T^[34]等研究发现对大鼠血管拉伤后给予血管紧张素转化酶抑制剂治疗，不但可以明显增加新生内膜eNOS的表达,同时也可上调诱生型一氧化氮（iNOS）的表达，导致NO产生过多，而过多NO能通过上调Fas及Bax的表达，下调Bcl-2的表达诱导平滑肌细胞凋亡^[28]。近来Glzzerman I^[7]等在临床上应用ACEI治疗肾移植术后病人发生的红细胞增多症取得了成功，并阐明其作用机制为ACEI能诱导肾移植术后病人Fas及其接头蛋白FADD的mRNA表达增加,上调其蛋白表达，但对BCL-2.Bcl-xl.Bax,caspase-8.caspase-3的表达无影响，从而通过激活死亡受体途径诱导祖红细胞凋亡。由此可见，卡托普利对细胞凋亡所具有促进的作用无疑有利于治疗冠状动脉手术后的内膜增生和再狭窄，同时也为其治疗IgA肾病及糖尿病肾病提供了新的理论基础。

问题和展望

综上所述，卡托普利具有抑制和诱导细胞凋亡的双重作用。但目前的问题是卡托普利为什么会产生两种截然不同的药理作用。我们推测这主要取决于细胞类型，卡托普利的剂量以及机体所处病理状态等因素，但具体的机制有待进一步研究。总之，卡托普利干预细胞凋亡的作用已经得到了共识：卡托普利通过阻断AngII与其受体之间的作用，减少氧自由基的产生，调控NO的合成，干扰Fas和Fasl之间的相互作用来激活或阻断细胞凋亡程序，从而抑制或促进细胞凋亡。我们有理由相信：通过对卡托普利抗细胞凋亡作用深入研究，无疑为探讨充血性心力衰竭，缺血再灌注损伤以及冠状动脉粥样硬化及手术后的再狭窄等带来突破，并可推动心血管疾病治疗的发展。

参考文献

1 苏定冯 心血管药理学(M) 第一版 北京 科学技术出版社 2001,241-249

2 LihlSuzukj J, Bayna E，Zhang FM et，al。Lipopolysaccharide induces apoptosis in adult rat ventricular myocytes via cardiac AT（1） receptors Am J，Physiol heart circ physiol 2002 ; Aug：283（2）：H461-7

3 Deaso ，Dumont C，Mollereau B et . al. Thiol-mediated inhibition of Fas and CD2 apoptotic singaling in activated human peripheral T cells Int，Immunol，1997.9：117-25

4 Uhal BD ，Gidea C，Bargout R et al.Captopril inhibits apoptosis in human lung epithelial cells a potential antifibrotic mechanism Am，J，Physoil. 1998：275：1013-7

5 Buemi M ， Allegra A，Marino D et al .Does captopril have a direct proapoptotic effect Nephron 1999,JAN;81(1):99-101

6 Anne Mette ，Holm Claus Bogelund ，Peter Riis Hansen et al. ACE-inhibition promotes apoptosis after balloon injury of rat carotid arteries Cardiovascular Research , 2000;(45):777-782

7 Glzzerman I,Patel H, Glicklich D et al .Angiotensin-coverting enzyme inhibition induces death receptor apoptosis pathways in erythoid precursors following renal transplantation. Am J Nephrol.2003 jul-Aug :23(4):195-201

8 Constantinescu CS ,Goodman DB, Pauls H et al.Captopril and lisinopril suppress production of interleukin-12 by human peripheral blood mononu clear cells Immol letters 1998,62:25-31

9 Jay D Captopril and glutathione inhibit the superoxide dismutase activity of Hg(II) Arch Inst Cardiol Mex.1998,68:457-61

10 Kerr JF, Wyllie AH ，Currie AR Apoptosis：a basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics Br J cancer 1972，26（4）：239-57

11 Ashkenazi A ,Dixit VM，Death receptors：singnaling and modulation （J） Science 1998，281（28）：1035-41

12 Cain K ,Bratton SB ,Langlais C et al Apaf-1 oligomerizes into biologically active approximately 700-KDa and inactive approximately 1.4-MDa appoptsome complexes （J） Biol，chem ：2000：275（9）：6067-6070

13 Diep QN, EI Mabrouk, Yue P et al Effect of AT(1) receptor blockade on cardiac apoptosis in angiotensinII induced hypertension.Am J Physiol Heart Circ Physiol ,2002-May;282(5)H₁:635-41

14Goldenberg I,Grossman E ,Masaki H et al Angiotensin II induced apoptosis in rat cardiomyocytes cuture opossible role of AT1 and AT2 receptors J Hypertension 2001 Sep:19(9):1681-9

15 Mccarthy NJ ,Benett MR, The regulation of vascular smooth muscle cell apoptosis Cardiovase Res,2000,45(3): 747-755

16 Liang xu guo, Hou gui hua,,Pan qi xing Effect of AngiotensinII captopril and losartan on apoptosis in vascular endothelial cells Juournal of ShanDong university ，2002：（40），44：300-304

17 梁绪国，潘其星 氯沙坦和卡托普利合用对凋亡基因调控的影响。国外医学：心血管疾病分册：2003;3:30卷（2）：112-115

18 Dimmerler S ,Rippmannn V，Weiland U et al .AngiotensinII induces apoptosis of human endothelial cells protective effect of nitric oxide circ Res 1997，81：970--976

19 Oskarsson J, Coppy ,Weiss R et al Antioxidants attenuate myocyte apoptosis in the remote non-infarcted myocardium following large myocardial infarction (J) Cardiovasc Res.2000.45(3):679-687

20 Sogaard P,Klausen IC, Rungby J et al Lipoprotein(a) and oxygen free radicals in survivors of acute myocardial infarction effects of captopril Cardiology 1996 .87(1):18-22

21 Tamba M ，Torreggiani A. Free radical scavenging and copper chelation：a potentially beneficial action of captopril . Free Radic Res，2000，32（3）：199-211

22 胡青松，罗伟 ,程晓署外源羟自由基诱导血管内皮细胞凋亡及卡托普利的干预作用.江西医药。2002 ，37：（2）95-98

23罗伟，姜醒华,罗伟 羟自由基诱导血管内皮细胞.心肌细胞凋亡及卡托普利的干预作用江西医学院学报 2001，41（2）136-139

24 Vieira HL,Dorge H The mitochondrion:desive for cell death control ? signaling pathway in aooptosis Cell Death Differ 2000：7（12）：1146

25 苏晓华，姜晓林 卡托普利对缺血再灌注心肌线粒体电子-质子偶联和氧化磷酸化的影响。中国病理生理 1996，12（3）：316-318

26 Matsumoto N, Mannabe H ,Ochiai J et al An AT1 receptor antagonist and angiotensin-coverting enzyme inhibitor in hunan aortic endothelial cells throught upregulation of endothelial cell nitric oxide synthase activity . Shock 2003 Jun:19(6):12(3):316-318

27 Stefanelli C , Pignati C ,Tantini B et al. Nitric Oxide can function as a killer molecule or antiapoptotic efector in cardiomyocytes Biochim Biophys Acta 1999,1450:406--13

28 Fukuo K, Hata S ,Sohara T et al .Nitric oxide induces upregulation of fas and apoptosis in vascular smooth muscle Hypertension, 1996; 27:823-26

29 Yoshida H,Zhang JJ ,Chao L et al Kallikrein gene delivery attenuates myocardial infrarction and apoptosis after myocardial ischemia and reperfusion Hypertension 2000;35:25-31

30 Odaka C ,Mizuochi T Angiotensin-converting enzyme inhibitor captopril prevents activation-induced apoptosis by interfering with T Cell activaton signals Clin Exp .2000.Sep;121(3):515-22

31 Zhang Gx ,Pu Sy ,Yang Yz et al. Effect of losartan and captopril on expression of cardioc angiotensinII AT₁ receptor mRNA in rats following myocardial in farction Zhongguo Yao Li Xue Bao.1997 sep;18(5):431-412

32 Yamada T ,Akishita M,Pollman MJ et al .AngiotensinII type 2 receptor mediates vascular smooth muscle cell apoptosis and angiotensinII type 1 receptor action: an in vitro gene transfer study life .Sci 1998:63 :289-295

33.Tea BS,Der PB, Sarkissian S et al Proapoptotic and growth-inhibitory role of angiotensinII type 2 receptor in vasucar smooth muscles cell of spontaneously hypertension rats in vivo Hypertension 2000,May,35(5):1069-73

34 Ohwada T, Ishibshi T ,Yaoita H et al .Different contribution of apoptosis to the antiproliferative effects of L-arginine.enalapril and losartan on neointimal growth inhibition after balloon arterial injury Circ J2002 Oct :66(10):965-71