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摘 要 Rab1可调节血管内皮细胞等组织细胞，血管紧张素Ⅱ1型受体（AT1R）从内质网经高尔基体到细胞表面的顺向运输。血管紧张素Ⅱ不但能增加内皮祖细胞（EPCs）的数量，而且能改善EPC的增生、迁移、黏附和体外血管生成能力，AngⅡ通过AT1R介导上调内皮祖细胞的血管内皮生长因子等多种促血管新生的细胞因子的表达，促进血管再生。Rab1蛋白介导AT1R囊泡运输在复元醒脑汤治疗糖尿病脑梗死的作用机制中可能是其关键点。
关键词 Rab1蛋白 囊泡运输 血管重构 复元醒脑汤
中图分类号：R289.5； R587.2 文献标识码：A 文章编号：1006-1533（2016）19-0045-03
Research progress of Rab1 protein-mediated AT1R vesicular transfer in the vascular remodeling of diabetic cerebral infarction*
LIU Yue**， FANG Bangjiang***， WANG Xiaocui， SUN Lihua（Longhua Hospital， Shanghai University of Traditional Chinese Medicine， Shanghai 200032， China）
ABSTRACT Rab1 can adjust histocytes， such as vascular endothelial cells， AT1R follow endoplasmic reticulum via golgi arriving to the consequent on the surface of the cell. Angiotensin Ⅱ can not only increase the number of endothelial progenitor cells， but also improve the proliferation， migration， adhesion of EPC and in vitro angiogenesis ability and can also upregulate the expression of variety of angiogenic cytokines including vascular endothelial growth factor of progenitor cells and so on by AT1R mediation so as to promote angiogenesis. Rab1 protein-mediated AT1R’s vesicle transport is an important mechanism for Fuyuan Xingnao decoction for the treatment of diabetic cerebral infarction.
KEY WORDS Rab1 protein； vesicular transfer； vascular remodeling； Fuyuan Xingnao decoction
近30年间，随着我国人口饮食结构、生活习惯等逐渐的西式化，人口的老龄化，以及随着现代医学不断进步，人口的基数也在不断增加，我国糖尿病患者较之前增长了3～6倍，使我们逐渐成为世界糖尿病流行的中心[1]。糖尿病并发的脑梗死是最常见、最严重的血管并发症，大量循证医学研究证实，糖尿病患者脑梗死的发生率和死亡率均显著高于非糖尿病患者，其致残、致死率多年来一直居高不下[2]，给国民经济带来巨大的负担。因此，积极探寻糖尿病脑梗死的发病机制、深入研究其有效的防治方法已成为当下极具科学意义和社会价值的重大医学课题。
业界共识，糖尿病脑梗死缺血损伤区血运重建，对缺血区神经功能修复具有重要作用。相关研究已从不同机制证实了缺血区域的血管新生对糖尿病脑梗死预后产生显著效应。但糖尿病脑梗死血管新生机制非常复杂，其机制尚未完全阐明。新近相关研究证据表明，Rab1蛋白介导的血管紧张素Ⅱ1型受体（angiotensinⅡ type 1 receptor，AT1R）囊泡运输，在血运重建过程中发挥重要作用。深入研究Rab1蛋白介导的AT1R囊泡运输在血管新生中的作用，将有望深入揭示糖尿病脑梗死发生、发展的病理机制，并将为临床治疗糖尿病脑梗死等糖尿病血管并发症提供新的思路和研发相关药物提供全新靶点。本文基于此目的作一阐述。
1 血管紧张素Ⅱ对血管新生的影响
肾素-血管紧张素是临床中多种疾病至关重要的发病机理，包括心血管、脑血管、肿瘤等疾病。血管张紧张素Ⅱ（angiotensinⅡ，AngⅡ）是肾素-血管紧张素的重要组成部分，通过作用于细胞内皮，可以促进血管新生[3-6]。AngⅡ是一种辛肽化合物激素，通过与细胞膜表面特异受体结合，进而激活多种细胞内信号传导途径，发挥生物学效应。AngⅡ血管紧张素Ⅱ受体有两种亚型，血管紧张素Ⅱ1型受体（AT1R）和血管紧张素Ⅱ2型受体（AT2R），二者均为7次跨膜G蛋白偶联受体超家族成员，其中AT1R可以敲除小鼠在中风时血管生成能力差的基因[ 7 ]。有研究表明，内皮祖细胞（endothelial progenitor cells，EPCs）是血管内皮细胞的前体细胞，在生理或病理因素刺激下，可从骨髓动员到外周血参与损伤血管的修复，在血管生成方面占主要地位[8-11]。EPCs内皮祖细胞有两种不同的分型：一是早期EPCs内皮祖细胞，二是晚期EPCs内皮祖细胞。早期EPCs内皮祖细胞自我生成血管的能力较差[12]。晚期EPCs内皮祖细胞的发现要稍晚于早期EPCs内皮祖细胞，并且前者可以直接促进血管新生，同时具有较强的旁分泌功能[13]。研究证实[14-15]，AngⅡ不但能增加EPCs内皮祖细胞的数量， 而且能改善E P C s的增生、迁移、黏附和体外血管生成能力，但是短时间的AngⅡ的暴露可以促进血管新生，长时间的接触会抑制晚期EPCs内皮祖细胞的血管生成能力。AngⅡ通过AT1R介导上调EPCs内皮祖细胞的血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等多种促血管新生的细胞因子的表达，促进血管再生[14-15]。有关视网膜新生血管的研究结果显示[16]，在血管新生的过程中，AngⅡ与VEGF蛋白水平呈正相关，并且在我们前期糖尿病脑梗死大鼠血管重构研究也证实，VEGF蛋白与与AngⅡ蛋白水平表达呈类似结果[17]。可以认为，AngⅡ可能通过AT1R信号转导途径调节缺血组织中VEGF表达并刺激VEGF促进血管新生。 目前研究表明，AT1R功能的实现与其在胞内的运输密切相关，在内质网，AT1R经过合成、折叠、装配后，输送到高尔基体进行翻译后的修饰，然后被输送到细胞膜表面，与AngⅡ结合激发信号传导途径，然后结合AngⅡ的AT1R进入胞内，在溶酶体被降解并被重复再利用[18]。
2 囊泡运输与Rab蛋白的关系
真核细胞内的各型细胞器，可以使机体的各项生理机能得以正常运行。细胞器的功能和结构是不断变化的，细胞器之间、细胞器与细胞质膜之间的物质信息的交流也在不断地进行着。这些交流需要靠囊泡这一介质来作为桥梁。囊泡是由单层膜包裹而成的膜性结构，其厚度从几十nm到几百nm不均，而从构成方面来说，囊泡可以有包被囊泡和无包被囊泡之分。囊泡主要的主要作用是进行不同膜性细胞器之间的物质能量的交换，而此功能称之为囊泡运输。囊泡运输的完成主要依靠运输轨道、马达蛋白和货物囊泡的支持。细胞内囊泡运输是指囊泡将所携带的神经递质、蛋白质或者其他物质转运到特定细胞部位的过程。这些生物分子被包裹在脂质双层膜构成的囊泡中或位于囊泡膜表面，真核细胞通过不同类型囊泡完成蛋白质、多核苷酸、多糖等生物分子的跨膜运输，而Rab蛋白是囊泡运输重要的调节因子[19]。Rab蛋白，是GTPases的Ras超家族成员之一，与胞内蛋白在各细胞器之间的运输有关。Rab GTases被命名为小G蛋白，属于Ras超家族，目前已经发现有70多种Rab蛋白，Rab蛋白通过胞吐和胞吞的方式在囊泡运输中起重要作用[20-22]。目前研究表明，Rab1蛋白分布于内质网和高尔基体，并介导内质网至高尔基体的顺向蛋白运输[23]，并且Rab1蛋白可调节血管内皮细胞等组织细胞AT1R从内质网经高尔基体到细胞表面的顺向运输，促进血管重构[24-25]。
因此，我们推测Rab1蛋白介导的AT1R囊泡运输在糖尿病脑梗死血管重构中具有重要作用，将为研究糖尿病脑梗死等糖尿病血管并发症等发病机制和治疗带来全新的思路和方法。
3 复元醒脑汤的作用机理
糖尿病脑梗死，属中医“消渴病中风病”范畴，糖尿病在高血糖的长期情况下会引发多种并发症，其中脑梗死是重要的并发症之一[26]。Djelilovic-Vranic等[27]的研究表明，糖尿病是脑梗死的诱发因素。脑血管病急性期病势暴急，“复元醒脑法”是根据龙华医院已故全国著名老中医胡建华教授的学术经验，并结合课题组在长期临床实践所提出，《素问·上古天真论》所记“女子七七”、“男子八八”天癸绝，肾精亏耗，形神俱败，此为中风的发病机理，元代沈金鏊谓“元气虚为中风之根也”， 我们在此基础之上提出糖尿病脑梗死的发病主要以“元气虚损为根本，痰瘀互结、痰热生风”为核心病机[28]，并自拟复元醒脑汤（药物组成为：人参、三七、石菖蒲、生天南星、水蛭、大黄、益母草）。方中用大黄配人参起到了攻补兼施的作用，人参大补元气，补脾益肺，脾气强健，肺气宣降有度，同时人参还能补气生血，气血充足，达到驱邪扶正的目的；大黄通腑泄热，凉血活血，清热解毒，痰瘀通过泄下之效得以清除，因大黄苦寒沉降之性，善能泻热，活血逐瘀通经之能，即可下瘀血，又可清瘀热，最终达到痰瘀热俱清，经脉运行通畅的目的；三七活血化瘀，止血定痛，补虚强壮，三七具有止血不留瘀，化瘀不伤正的特点，配伍人参可提高正气，与大黄合用可逐瘀通经；水蛭为虫类药，破血逐瘀通经之力强，张锡纯认为本品“破瘀血而不伤新血， 专人血分而不损气分”，为逐瘀之佳；《本草纲目》中对益母草有这样的描述：“活血、破血、调经、解毒”，本品主入血分，尤善于活血祛瘀通经，疏肝解郁；天南星归肝经，善走经络，尤以祛风痰而止痉厥为重；石菖蒲性味辛苦温，芳香走窜，既有开窍醒神之效，又可化湿豁痰，擅长治疗痰湿之邪蒙蔽清窍。诸药合用，起“复元醒脑、逐瘀化痰、泄热熄风”之功。经多年临床运用表明，复元醒脑汤对糖尿病脑梗死中患者的血糖、胰岛素抵抗和神经缺损症状等疗效显著[29]。相关研究结果显示[30-33]，复元醒脑汤可显著改善脑梗死面积、脑微循环动态变化大鼠脑血流量变化、神经行为学体征、稳态葡萄糖输注率、缺血组织血管形态学、缺血区域新生血管密度，并提升缺血脑组织中SDF-1、CXCR4、VEGF基因和蛋白表达，使内皮祖细胞增殖能力、迁移能力、黏附能力增强，改善血脑屏障，减轻脑组织水肿，缓解炎性细胞浸润，进而改善神经功能的缺损程度[30-33]。复元醒脑汤对miRNAs相关信息分子具有良性调控作用，是促进血管再生，建立侧枝循环，改善糖尿病脑梗死脑损伤的作用机制之一。
4 结语
糖尿病合并脑梗死的发生率在逐年上升，对人类的生活生产造成了严重的影响，基于Rab1蛋白介导的AT1R的囊泡运转在血管新生的作用，以及我们前期研究工作基础与证据，认为通过复元醒脑汤干预脑皮质微血管内皮细胞和糖尿病脑梗死大鼠梗死部位缺血脑组织中Rab1的表达及其介导的AT1R在囊泡的运输变化，阐释糖尿病脑梗死发生的病理机制和复元醒脑汤促进血管重构的相关分子机制，这将是一个重要切入点，并且为研究如何防治糖尿病脑梗死等糖尿病血管并发症将提供一条新的思路，对深入探讨糖尿病发病机制、制定防治策略、新药研发具有重要的现实与科学意义。
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关键词 Rab1蛋白 囊泡运输 血管重构 复元醒脑汤
中图分类号：R289.5； R587.2 文献标识码：A 文章编号：1006-1533（2016）19-0045-03
Research progress of Rab1 protein-mediated AT1R vesicular transfer in the vascular remodeling of diabetic cerebral infarction*
LIU Yue**， FANG Bangjiang***， WANG Xiaocui， SUN Lihua（Longhua Hospital， Shanghai University of Traditional Chinese Medicine， Shanghai 200032， China）
ABSTRACT Rab1 can adjust histocytes， such as vascular endothelial cells， AT1R follow endoplasmic reticulum via golgi arriving to the consequent on the surface of the cell. Angiotensin Ⅱ can not only increase the number of endothelial progenitor cells， but also improve the proliferation， migration， adhesion of EPC and in vitro angiogenesis ability and can also upregulate the expression of variety of angiogenic cytokines including vascular endothelial growth factor of progenitor cells and so on by AT1R mediation so as to promote angiogenesis. Rab1 protein-mediated AT1R’s vesicle transport is an important mechanism for Fuyuan Xingnao decoction for the treatment of diabetic cerebral infarction.
KEY WORDS Rab1 protein； vesicular transfer； vascular remodeling； Fuyuan Xingnao decoction
近30年间，随着我国人口饮食结构、生活习惯等逐渐的西式化，人口的老龄化，以及随着现代医学不断进步，人口的基数也在不断增加，我国糖尿病患者较之前增长了3～6倍，使我们逐渐成为世界糖尿病流行的中心[1]。糖尿病并发的脑梗死是最常见、最严重的血管并发症，大量循证医学研究证实，糖尿病患者脑梗死的发生率和死亡率均显著高于非糖尿病患者，其致残、致死率多年来一直居高不下[2]，给国民经济带来巨大的负担。因此，积极探寻糖尿病脑梗死的发病机制、深入研究其有效的防治方法已成为当下极具科学意义和社会价值的重大医学课题。
业界共识，糖尿病脑梗死缺血损伤区血运重建，对缺血区神经功能修复具有重要作用。相关研究已从不同机制证实了缺血区域的血管新生对糖尿病脑梗死预后产生显著效应。但糖尿病脑梗死血管新生机制非常复杂，其机制尚未完全阐明。新近相关研究证据表明，Rab1蛋白介导的血管紧张素Ⅱ1型受体（angiotensinⅡ type 1 receptor，AT1R）囊泡运输，在血运重建过程中发挥重要作用。深入研究Rab1蛋白介导的AT1R囊泡运输在血管新生中的作用，将有望深入揭示糖尿病脑梗死发生、发展的病理机制，并将为临床治疗糖尿病脑梗死等糖尿病血管并发症提供新的思路和研发相关药物提供全新靶点。本文基于此目的作一阐述。
1 血管紧张素Ⅱ对血管新生的影响
肾素-血管紧张素是临床中多种疾病至关重要的发病机理，包括心血管、脑血管、肿瘤等疾病。血管张紧张素Ⅱ（angiotensinⅡ，AngⅡ）是肾素-血管紧张素的重要组成部分，通过作用于细胞内皮，可以促进血管新生[3-6]。AngⅡ是一种辛肽化合物激素，通过与细胞膜表面特异受体结合，进而激活多种细胞内信号传导途径，发挥生物学效应。AngⅡ血管紧张素Ⅱ受体有两种亚型，血管紧张素Ⅱ1型受体（AT1R）和血管紧张素Ⅱ2型受体（AT2R），二者均为7次跨膜G蛋白偶联受体超家族成员，其中AT1R可以敲除小鼠在中风时血管生成能力差的基因[ 7 ]。有研究表明，内皮祖细胞（endothelial progenitor cells，EPCs）是血管内皮细胞的前体细胞，在生理或病理因素刺激下，可从骨髓动员到外周血参与损伤血管的修复，在血管生成方面占主要地位[8-11]。EPCs内皮祖细胞有两种不同的分型：一是早期EPCs内皮祖细胞，二是晚期EPCs内皮祖细胞。早期EPCs内皮祖细胞自我生成血管的能力较差[12]。晚期EPCs内皮祖细胞的发现要稍晚于早期EPCs内皮祖细胞，并且前者可以直接促进血管新生，同时具有较强的旁分泌功能[13]。研究证实[14-15]，AngⅡ不但能增加EPCs内皮祖细胞的数量， 而且能改善E P C s的增生、迁移、黏附和体外血管生成能力，但是短时间的AngⅡ的暴露可以促进血管新生，长时间的接触会抑制晚期EPCs内皮祖细胞的血管生成能力。AngⅡ通过AT1R介导上调EPCs内皮祖细胞的血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）等多种促血管新生的细胞因子的表达，促进血管再生[14-15]。有关视网膜新生血管的研究结果显示[16]，在血管新生的过程中，AngⅡ与VEGF蛋白水平呈正相关，并且在我们前期糖尿病脑梗死大鼠血管重构研究也证实，VEGF蛋白与与AngⅡ蛋白水平表达呈类似结果[17]。可以认为，AngⅡ可能通过AT1R信号转导途径调节缺血组织中VEGF表达并刺激VEGF促进血管新生。 目前研究表明，AT1R功能的实现与其在胞内的运输密切相关，在内质网，AT1R经过合成、折叠、装配后，输送到高尔基体进行翻译后的修饰，然后被输送到细胞膜表面，与AngⅡ结合激发信号传导途径，然后结合AngⅡ的AT1R进入胞内，在溶酶体被降解并被重复再利用[18]。
2 囊泡运输与Rab蛋白的关系
真核细胞内的各型细胞器，可以使机体的各项生理机能得以正常运行。细胞器的功能和结构是不断变化的，细胞器之间、细胞器与细胞质膜之间的物质信息的交流也在不断地进行着。这些交流需要靠囊泡这一介质来作为桥梁。囊泡是由单层膜包裹而成的膜性结构，其厚度从几十nm到几百nm不均，而从构成方面来说，囊泡可以有包被囊泡和无包被囊泡之分。囊泡主要的主要作用是进行不同膜性细胞器之间的物质能量的交换，而此功能称之为囊泡运输。囊泡运输的完成主要依靠运输轨道、马达蛋白和货物囊泡的支持。细胞内囊泡运输是指囊泡将所携带的神经递质、蛋白质或者其他物质转运到特定细胞部位的过程。这些生物分子被包裹在脂质双层膜构成的囊泡中或位于囊泡膜表面，真核细胞通过不同类型囊泡完成蛋白质、多核苷酸、多糖等生物分子的跨膜运输，而Rab蛋白是囊泡运输重要的调节因子[19]。Rab蛋白，是GTPases的Ras超家族成员之一，与胞内蛋白在各细胞器之间的运输有关。Rab GTases被命名为小G蛋白，属于Ras超家族，目前已经发现有70多种Rab蛋白，Rab蛋白通过胞吐和胞吞的方式在囊泡运输中起重要作用[20-22]。目前研究表明，Rab1蛋白分布于内质网和高尔基体，并介导内质网至高尔基体的顺向蛋白运输[23]，并且Rab1蛋白可调节血管内皮细胞等组织细胞AT1R从内质网经高尔基体到细胞表面的顺向运输，促进血管重构[24-25]。
因此，我们推测Rab1蛋白介导的AT1R囊泡运输在糖尿病脑梗死血管重构中具有重要作用，将为研究糖尿病脑梗死等糖尿病血管并发症等发病机制和治疗带来全新的思路和方法。
3 复元醒脑汤的作用机理
糖尿病脑梗死，属中医“消渴病中风病”范畴，糖尿病在高血糖的长期情况下会引发多种并发症，其中脑梗死是重要的并发症之一[26]。Djelilovic-Vranic等[27]的研究表明，糖尿病是脑梗死的诱发因素。脑血管病急性期病势暴急，“复元醒脑法”是根据龙华医院已故全国著名老中医胡建华教授的学术经验，并结合课题组在长期临床实践所提出，《素问·上古天真论》所记“女子七七”、“男子八八”天癸绝，肾精亏耗，形神俱败，此为中风的发病机理，元代沈金鏊谓“元气虚为中风之根也”， 我们在此基础之上提出糖尿病脑梗死的发病主要以“元气虚损为根本，痰瘀互结、痰热生风”为核心病机[28]，并自拟复元醒脑汤（药物组成为：人参、三七、石菖蒲、生天南星、水蛭、大黄、益母草）。方中用大黄配人参起到了攻补兼施的作用，人参大补元气，补脾益肺，脾气强健，肺气宣降有度，同时人参还能补气生血，气血充足，达到驱邪扶正的目的；大黄通腑泄热，凉血活血，清热解毒，痰瘀通过泄下之效得以清除，因大黄苦寒沉降之性，善能泻热，活血逐瘀通经之能，即可下瘀血，又可清瘀热，最终达到痰瘀热俱清，经脉运行通畅的目的；三七活血化瘀，止血定痛，补虚强壮，三七具有止血不留瘀，化瘀不伤正的特点，配伍人参可提高正气，与大黄合用可逐瘀通经；水蛭为虫类药，破血逐瘀通经之力强，张锡纯认为本品“破瘀血而不伤新血， 专人血分而不损气分”，为逐瘀之佳；《本草纲目》中对益母草有这样的描述：“活血、破血、调经、解毒”，本品主入血分，尤善于活血祛瘀通经，疏肝解郁；天南星归肝经，善走经络，尤以祛风痰而止痉厥为重；石菖蒲性味辛苦温，芳香走窜，既有开窍醒神之效，又可化湿豁痰，擅长治疗痰湿之邪蒙蔽清窍。诸药合用，起“复元醒脑、逐瘀化痰、泄热熄风”之功。经多年临床运用表明，复元醒脑汤对糖尿病脑梗死中患者的血糖、胰岛素抵抗和神经缺损症状等疗效显著[29]。相关研究结果显示[30-33]，复元醒脑汤可显著改善脑梗死面积、脑微循环动态变化大鼠脑血流量变化、神经行为学体征、稳态葡萄糖输注率、缺血组织血管形态学、缺血区域新生血管密度，并提升缺血脑组织中SDF-1、CXCR4、VEGF基因和蛋白表达，使内皮祖细胞增殖能力、迁移能力、黏附能力增强，改善血脑屏障，减轻脑组织水肿，缓解炎性细胞浸润，进而改善神经功能的缺损程度[30-33]。复元醒脑汤对miRNAs相关信息分子具有良性调控作用，是促进血管再生，建立侧枝循环，改善糖尿病脑梗死脑损伤的作用机制之一。
4 结语
糖尿病合并脑梗死的发生率在逐年上升，对人类的生活生产造成了严重的影响，基于Rab1蛋白介导的AT1R的囊泡运转在血管新生的作用，以及我们前期研究工作基础与证据，认为通过复元醒脑汤干预脑皮质微血管内皮细胞和糖尿病脑梗死大鼠梗死部位缺血脑组织中Rab1的表达及其介导的AT1R在囊泡的运输变化，阐释糖尿病脑梗死发生的病理机制和复元醒脑汤促进血管重构的相关分子机制，这将是一个重要切入点，并且为研究如何防治糖尿病脑梗死等糖尿病血管并发症将提供一条新的思路，对深入探讨糖尿病发病机制、制定防治策略、新药研发具有重要的现实与科学意义。
参考文献
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