（苏州大学附属第一医院检验科 江苏 苏州 215006）
【摘要】新生儿肺动脉高压是致死率很高的疾病，其发病机制很多，其中肺血管收缩反应增强和肺血管结构重建是肺动脉高压形成的血管变化特征。eNOs即内皮型一氧化氮合酶，能够催化一定反应生成一氧化氮，从而协助调节肺血管的功能。有研究表明eNOs在肺血管舒张与肺血管重构方面有着重要的联系，eNOs的表达与活性与新生儿肺动脉高压的发生发展存在一定关系，近几年国内外学者对于这方面的研究也越来越多，下面就新生儿肺动脉高压与内皮型一氧化氮合酶之间关系的研究进展进行探讨。
【关键词】新生儿肺动脉高压，内皮型一氧化氮合酶，肺血管。
【中图分类号】R722.1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2017）07-0005-02
1.前言
新生儿肺动脉高压是指新生儿肺血管阻力增高，肺动脉压超过体循环动脉压，使由胎儿型循环过渡至正常成人型循环发生障碍，由此引起的心房及(或)动脉导管水平血液的右向左分流，临床出现严重低氧血症等症状[1]。近年来，新生儿肺动脉高压已经成为新生儿致死的重要疾病之一，美国报道的PPHN发病率为1%～5%，而在中国还没有准确的数据资料，虽然新生儿肺动脉高压发病率很低，但是它的致死率和致残率却是相当高，在国外可达10%～20%[1]。新生儿肺动脉并不是一种单纯的疾病，而是由许多因素所导致的临床综合征。内皮型一氧化氮合酶（eNOs），它可以在血管内产生一氧化氮并且协助调节血管功能[2-3]，越来越多的研究表明eNOs和新生儿肺动脉高压关系密切。目前国内对于eNOs与新生儿肺动脉高压的研究并不是很多，通过本文eNOs在心血管疾病中的研究介绍，将有助于我们进一步了解新生儿肺动脉高压的发病机理，从而更有效地，针对性地预防和治疗新生儿肺动脉高压，减少发病率以及病死率。
2.内皮型一氧化氮合酶的结构及功能
一氧化氮合成酶表达于内皮细胞、巨噬细胞、神经吞噬细胞及神经细胞中，有三种亚型，分别是神经元型一氧化氮合成酶（nNOs)，诱导型一氧化氮合成酶（iNOs），内皮型一氧化氮合成酶（eNOs）[4]。内皮型一氧化氮合成酶是一种同源二聚体，eNOs含有五种辅助因子和辅基：血红素、四氢生蝶呤（BH4）、黄素单核苷酸（FMN）、黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）以及钙调蛋白，eNOs肽链的C端称为还原酶区，包含还原型辅酶II（NADPH）、FAD、FMN的结合位点，N端被称为加氧酶区，包含血红素、BH4、L-精氨酸的结合位点，钙调蛋白的结合位点介于两者之间，在还原酶区，由NADPH、FAD、FMN构成电子传递链，电子传递链的末端为加氧酶区的血红素，NADPH为整个电子传递链的电子供体，其脱氢反应为一双电子还原过程，而FAD和FMN则既可以进行双 电子氧还反应又可以进行单电子氧还反应，最后通过从FMN到血红素的区域间电子传递，以单电子还原方式活化血红素[5]。eNOs的催化作用包括黄素调节从该酶结合NADPH的C末端传递到结合血红素的N末端的电子转移，在此区域分子氧（O2），被还原并结合到L-精氨酸的胍基上，生成NO和L-胍氨酸。生成的NO可以发挥调节血压，抑制血小板凝集，抗血管增殖，抗白细胞黏附的作用等[6]。有研究报道eNOs基因缺失会导致肺血管发育不良，在Alyson A等人的小鼠基因敲除实验表明，eNOs基因缺失会对肺血管正常生长和出生后的生活适应造成危害，这种危害，使得肺血管结构发生改变，最后可能导致肺动脉高压，并指出男性的血管结构改变持续时间比女性长，可能是因为女性能更好适应这种改变[7]。
3.eNOS功能失调与血管收缩舒张的关系
内皮型一氧化氮合酶是血管内皮细胞中生成NO的唯一限速酶[8]。一氧化氮（NO）是内皮依赖性舒张因子，有着舒张血管平滑肌和抗平滑肌细胞增生的作用。正常情况下，在血管内皮细胞中，L-精氨酸和分子氧在内皮型一氧化氮合酶（eNOs）的催化作用下生成NO和胍氨酸。NO以旁分泌的方式激活血管平滑肌细胞鸟苷酸环化酶，生成CGMP，CGMP作为第二信使使血管平滑肌内钙离子浓度降低，从而导致平滑肌舒张，血管舒张[9]。但在某些病理情况下诸如高血压，动脉粥样硬化，充血性心力衰竭，糖尿病及长期吸烟等，eNOs出现功能障碍，其不再生成NO而是产生超氧阴离子，造成NO生物利用度降低及氧化应激增加，导致或加重内皮功能障碍，该现象被称为eNOs脱耦联[10]。造成eNOs脱耦联的机制主要是三个：⑴NO生成的底物L-精氨酸供应不足；⑵NO生成的重要辅助因子BH4供应不足；⑶ROS。也有证实实验证明热休克蛋白HSP90是eNOs结合的主要分子蛋白伴侣，能调节eNOs的功能。当eNOs与HSP90解离时，此时产生的是氧自由基而不是NO[10]。罗炜等人在肺小动脉实验中发现，HSP90与eNOs耦合量减少是肺动脉高压的状态下肺小动脉内皮细胞NO与氧自由基失衡，肺血管舒张性降低，从而导致肺动脉高压的主要发病原因之一[11]。也有研究者指出由于新生儿发生肺动脉高压后出现低氧血症和酸中毒，导致分子氧减少，血管内皮细胞中的eNOs无法利用分子氧发挥正常催化作用生成NO，NO生成减少，血管舒张功能减弱，进一步加重病情[12]。Anne-Christine Peyter等人的研究中也指出新生儿围生期的缺氧会导致内源性NO减少[13]。由此得出，可能在新生儿宫内慢性缺氧和围生期窒息时，由于氧分子减少，eNOs无法利用氧气合成NO，导致肺血管舒张受阻，引发了新生儿肺动脉高压。可见，eNOs不仅与成人肺动脉高压的病情发展有着联系，而且也可能与新生儿肺动脉高压的发生发展有着重要的联系。
4.eNOS表达与血管收缩舒张关系
前面所讨论的是eNOs的功能与肺动脉高压的关系。而在eNOs表达的量方面，体外实验证明，小鼠肺组织中eNOs mRNA在慢性缺氧后明显升高并呈时间依赖性，随着慢性低氧时间的延长，大血管内皮细胞上eNOs蛋白的表达逐渐增高，中小血管上有新的eNOs蛋白合成，肺动脉内皮细胞上的eNOs无论是基因水平还是蛋白水平的表达均明显升高[14]。推测慢性缺氧后eNOs基因和蛋白水平表达的升高可能是由于肺动脉的自我保护或补偿机制，当缺氧发生后，为了阻止进一步恶化，eNOs表达增加，生成NO，促进血管舒张，以防止肺动脉高压的发生。Sood BG等人通过实验也得出eNOS在新生儿持续肺动脉高压（PPHN)和先天性膈疝（CDH）的患儿体内是上调的[15]。但在国外有的研究中发现损伤的肺血管内皮细胞中eNOs的量是减少的[16]。Anne-Christine Peyter等人的实验表明围生期时缺氧的胎儿出生后其eNOs的表达与正常组对比是减少的[13]。慢性缺氧对肺血管内皮细胞eNOs表达的影响报道不一，因此还需进一步研究。但是可以肯定的是，eNOs能否正常发挥催化功能在血管收缩舒张方面起着非常重要的作用，也对病情的转归有着深远的影响。
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5.内皮型一氧化氮合酶与肺血管结构重建的关系
内皮功能障碍是许多血管性疾病的共同病理基础，众多研究发现血管内皮出现功能障碍所导致的血管疾病与内皮中的很多物质如一氧化氮合酶的表达，调节有关[17]。肺血管结构重建主要是由于肺血管内皮细胞外基质成分如胶原纤维和弹力纤维的增多，中膜平滑肌细胞肥大和增生，周细胞的增生，无肌型动脉肌化，内皮细胞肿胀和肥大，从而导致肺动脉管壁增厚和管腔狭窄。肺血管壁细胞外基质主要由I型和Ⅲ型胶原组成。基质金属蛋白酶MMP-1是ECM（细胞外基质）降解的重要酶之一，其活性除了受基因表达的影响以外，还会受到基质金属蛋白酶组织抑制因子（TIMPS）的调节。因此，在正常情况下，MMP-1/TIMP-1在体内处于动态平衡，共同协调ECM的生成和分泌。如果这种平衡被打破，将会导致肺血管重构。覃家锦报道高血流状态引起的MMPS介导的血管重构可被氮氧化物调节，NO可能通过激活MMPS和抑制TIMPS表达来实现，也就是说eNOs/NO通路对MMP-1和TIMP-1有调节作用[18-19]。Yoshida的研究表明白介素1α可以增加MMP-1的分泌，同时增加eNOs mRNA表达，而NOs阻滞剂阻断MMP-1的分泌，提示NOs可以促进MMP-1分泌[20]。Brown等人研究表明NO可以减少TIMP-1分泌[21]。通过实验证明，NO减少可能会导致MMP-1和TIMP-1表达增加，使MMP-1/TIMP-1的比例失调，I型和Ⅲ型胶原蛋白降解减少，造成ECM积聚，发生肺血管重构，这种血管重构可导致肺动脉高压的发生。因此eNOs可能参与肺血管重构从而影响新生儿肺动脉高压的发生发展。
6.总结
新生儿肺动脉高压的发病机制很多，血管的收缩舒张反应失调和肺血管重构是新生儿肺动脉高压发生发展的病理基础。内皮型一氧化氮合酶（eNOs）存在于血管的内皮细胞中，作为正常情况下NO生成的唯一限速酶，eNOs不仅在血管的收缩舒张反应中起重要的调控作用，而且可能通过对MMP-1和TIMP-1的调节参与了肺血管的重构，在新生儿肺动脉高压的发生发展中起重要的作用。目前，国内外对于eNOs与肺动脉高压的关系方面的研究越来越多，但是对eNOs的研究还有很长的一段路要走，希望通过本篇综述对新生儿肺动脉高压和eNOS关系方面的研究有所借鉴，对了解疾病的发病机制和疾病的预防治疗有更深刻的认识。
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论文作者:袁莹,宋艳辉(通讯作者)
论文发表刊物:《医药前沿》2017年3月第7期
论文发表时间:2017/3/29
标签：肺动脉论文; 血管论文; 内皮论文; 氧化氮论文; 新生儿论文; 高压论文; 细胞论文; 《医药前沿》2017年3月第7期论文;