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[关键词]胰岛素样生长因子-1；左心室重构
中图分类号：R446.1 文献标识码：A 文章编号：1009-816X(2007)06-0416-02
胰岛素样生长因子(IGF)可分为IGF-1和IGF-2，90％来自肝脏。主要以结合蛋白(IGF-BP)的形式存在，起促进机体生长和细胞分化增殖的作用。在许多病理状态下，血液中的IGF及结合蛋白的水平都能发生显著变化，在肾功能衰竭，糖尿病，肿瘤等疾病的诊断、治疗中，具有广泛的前景。IGF也有促进细胞对氨基酸的摄取和蛋白质合成及细胞迁移等功能。在多种细胞中通过减少细胞凋亡而发挥生存因子作用。IGF轴系统组分之间的平衡与变化，影响着细胞的生长、存活、迁移及细胞外间质合成。
1 IGF-1的特点
IGF-1又称生长介素．是一个非糖基化，含70个氨基酸残基的单链多肽，分子量76461。IGF-1受生长激素调节。其结构和生物学功能都与前胰岛素相似。哺乳动物中几乎所有组织都有合成和分泌的能力，但分泌量甚微。IGF-1是心肌细胞的一种生长因子．也调节细胞周期发展，影响细胞分化，并明显提高细胞外基质的合成。IGF-1还是重要的抗凋亡因素，具有促进血管平滑肌细胞(VSMC)增殖功能，参与原发性高血压(EH)及左心室肥厚(LVH)发生。
2 IGF-1与心肌细胞分化
IGF-1的刺激诱导MHC和肌钙蛋白I的mRNA表达．增加成人心肌细胞中的蛋白合成，诱导细胞肥厚。一般认为心肌细胞为终分化细胞．在出生后不久即失去了有丝分裂的能力。IGF-1诱导心肌细胞增殖的实验结果正在改变人们认为成熟心肌细胞不能分化增殖的错误观念。最有力的证明心肌细胞能够分裂的证据是在功能失代偿的衰老大鼠心脏中发现端粒缩短和端粒酶活性降低。病人心肌梗死后，梗死远侧心肌细胞能够分裂增殖。有丝分裂的心肌细胞富含肌纤维并且占细胞浆组成的绝大部分。这些特征提示成熟心肌细胞能够重新进入细胞周期并且分裂，但是心肌细胞的复制潜能有多大还不清楚。有报道：IGF-1处理的成人心肌细胞显示新生肌纤维极为明显的增生。在压力负荷过大引起的心脏肥厚，以及高肾素型和低肾素型高血压动物模型中，左心室]GF-ImRNA及其蛋白合成均增加，提示ICF-1可能是适应性肥厚反应的共同介导因子，IGF-1是调节细胞有丝分裂的肽类激素，与靶细胞膜上的受体结合后，受体构象发生变化，相应的蛋白激酶被激活，使特定生长因子磷酸化，从而将作用信号传递到细胞核内激活c-myc、cun等原癌基因，促进心肌细胞DNA的复制，RNA和蛋白质合成。但IGF-1与心肌肥大的关系有研究表明，年幼和成年动物的心脏生长主要表现为以前固有的心肌细胞的肥大而非增生。培养的成年兔心肌细胞在无机械负荷作用下，应用重组人IGF-I能增加心肌细胞蛋白的累积速度，而IGF－1的中和抗体和IGF-1受体的单克隆抗体则分别抑制重组人IGF-1所致的心肌细胞蛋白的累积和转运。说明IGF-1可直接促进心肌细胞的肥大。用10—7mol／L的IGF-1还能增加培养的新生鼠的心肌细胞肌球蛋白轻链2和肌钙蛋白1mRNA的含量。在给予IGF 48小时后心肌细胞大小几乎增加l倍，而心肌细胞数量无明显改变。
3 IGF-1与心肌细胞外基质
以往推测IGF-I进入组织间隙，促进成纤维细胞合成胶原，增加心肌细胞外基质。但有报道，给正常大鼠应用重组人IGF-1(ragIg—ld-1)14天后，左室重量和左室重量／体重比值均显著增加(P<0.01)；在结扎冠状动脉2天后给予IGF-I(3mg·kg-I·d-I)，左室重量也显著增加。Cittadini等研究发现。成年大鼠给予上述同剂量的IGF 14周后，不仅心肌细胞的直径增加，而且还能引起LVH。但心肌细胞外基质未受影响。
4 IGF-1与心肌细胞凋亡
心室壁压力的显著增加，激活了存活于心肌细胞的IGF-1．IGF-I R自分泌系统。IGF-1分泌增多，IGF-1 R表达增多，用来抑制细胞凋亡。促进增殖肥厚，参与心肌重构。
5 IGF-1与VSMC
高血压就其细胞学本质来说，为VSMC增殖。而IGF-1参与VSMC增殖，可能机制为IGF-I作为促进因子，刺激细胞从G1期进入S期，从而促进VSMC、内皮细胞增殖调节动脉壁厚度[18]。研究表明IGF-1能降低一氧化氮合成酶(NOS)活性，抑制NO合成。进一步揭示血清1GF-I和NO水平失衡在高血压发生、发展中起重要作用。
6 IGF-1与左室肥厚
高血压患者血流动力学负荷过重是诱发左室肥厚的始发和基本的刺激因素。IGF-I可能通过以下三个途径与左室肥厚相联系：①直接作用于心肌本身。②作用于肾脏血管系统，引起肾功能损害．进而加重心脏负荷。③作用于冠状动脉，加重动脉硬化，导致心肌缺血，进而心肌肥厚。IGF-I能与载体蛋白结合，有利于其向外周血转运。因此，血清IGF-1水平能反映心室肥厚的程度。研究显示：在EH组中IGF-I是LVH的独立危险因子。有研究表明血清IGF-I水平与LVI'H呈显著正相关(P<0.01)，回归分析IGF-1、AngⅡ为左室肥厚的独立危险因子(OR=1.008、1.081；p=0.020、0.020)。结果显示IGF-1、AngⅡ与动脉血压关系密切．同左心室体积指数(LVM])一样，为原发性高血压左心室肥厚的重要指标。IGF-I还增加心脏的射血分数，但心肌肥厚、负荷加重、耗氧量增多，将最终降低细胞的收缩能力，且由于间质纤维化，心肌舒张顺应性减低．而进一步加重充血性心力衰竭。VenchJa等研究则表明，循环血中IGF-1水平是EH患者左室质量和几何学形状改变的一项独立危险因素。研究提示F_,I-I并发LVH时]GF-I水平明显升高，进一步证实了神经内分泌激素在LVH发生发展中的作用。特发性肥厚型心肌病(HCM)患者心肌中的IGF-1水平明显较主动脉瓣狭窄患者的高。IGF-I mRNA水平较心脏移植后组明显增高(P=0.02)。免疫组化和原位杂交研究表明特发性HCM患者心肌中免疫组化和原位杂交研究表明特发性HCM患者心肌中IGF-I的表达显著增高。由此可以推测IGF-l水平增高可能不是心肌肥厚的结果，而是心肌肥厚的原因。
7 展望
传统治疗心室重构的药物对整个细胞因子网络几乎没有作用。目前细胞因子在心衰中的作用日益引起人们的关注。冠状动脉硬化是心室重构的常见原因之一。而IGF-1参与冠脉VSMC增殖。IGF-1抑制剂如促生长素抑制素、octmde、anoopeptin能抑制血管平滑肌细胞增殖和新内膜形成。但上述药物的临床作用尚不能肯定。抗细胞因子治疗可能是今后研究的热点。多种降压药可逆转左室重构。在以左室重构为主要特征的心脏病治疗中。仅有对肾素．血管紧张素系统的阻断和血压的控制是不够的。有些学者认为细胞因子的水平应该成为治疗的一个靶点。
中图分类号：R446.1 文献标识码：A 文章编号：1009-816X(2007)06-0416-02
胰岛素样生长因子(IGF)可分为IGF-1和IGF-2，90％来自肝脏。主要以结合蛋白(IGF-BP)的形式存在，起促进机体生长和细胞分化增殖的作用。在许多病理状态下，血液中的IGF及结合蛋白的水平都能发生显著变化，在肾功能衰竭，糖尿病，肿瘤等疾病的诊断、治疗中，具有广泛的前景。IGF也有促进细胞对氨基酸的摄取和蛋白质合成及细胞迁移等功能。在多种细胞中通过减少细胞凋亡而发挥生存因子作用。IGF轴系统组分之间的平衡与变化，影响着细胞的生长、存活、迁移及细胞外间质合成。
1 IGF-1的特点
IGF-1又称生长介素．是一个非糖基化，含70个氨基酸残基的单链多肽，分子量76461。IGF-1受生长激素调节。其结构和生物学功能都与前胰岛素相似。哺乳动物中几乎所有组织都有合成和分泌的能力，但分泌量甚微。IGF-1是心肌细胞的一种生长因子．也调节细胞周期发展，影响细胞分化，并明显提高细胞外基质的合成。IGF-1还是重要的抗凋亡因素，具有促进血管平滑肌细胞(VSMC)增殖功能，参与原发性高血压(EH)及左心室肥厚(LVH)发生。
2 IGF-1与心肌细胞分化
IGF-1的刺激诱导MHC和肌钙蛋白I的mRNA表达．增加成人心肌细胞中的蛋白合成，诱导细胞肥厚。一般认为心肌细胞为终分化细胞．在出生后不久即失去了有丝分裂的能力。IGF-1诱导心肌细胞增殖的实验结果正在改变人们认为成熟心肌细胞不能分化增殖的错误观念。最有力的证明心肌细胞能够分裂的证据是在功能失代偿的衰老大鼠心脏中发现端粒缩短和端粒酶活性降低。病人心肌梗死后，梗死远侧心肌细胞能够分裂增殖。有丝分裂的心肌细胞富含肌纤维并且占细胞浆组成的绝大部分。这些特征提示成熟心肌细胞能够重新进入细胞周期并且分裂，但是心肌细胞的复制潜能有多大还不清楚。有报道：IGF-1处理的成人心肌细胞显示新生肌纤维极为明显的增生。在压力负荷过大引起的心脏肥厚，以及高肾素型和低肾素型高血压动物模型中，左心室]GF-ImRNA及其蛋白合成均增加，提示ICF-1可能是适应性肥厚反应的共同介导因子，IGF-1是调节细胞有丝分裂的肽类激素，与靶细胞膜上的受体结合后，受体构象发生变化，相应的蛋白激酶被激活，使特定生长因子磷酸化，从而将作用信号传递到细胞核内激活c-myc、cun等原癌基因，促进心肌细胞DNA的复制，RNA和蛋白质合成。但IGF-1与心肌肥大的关系有研究表明，年幼和成年动物的心脏生长主要表现为以前固有的心肌细胞的肥大而非增生。培养的成年兔心肌细胞在无机械负荷作用下，应用重组人IGF-I能增加心肌细胞蛋白的累积速度，而IGF－1的中和抗体和IGF-1受体的单克隆抗体则分别抑制重组人IGF-1所致的心肌细胞蛋白的累积和转运。说明IGF-1可直接促进心肌细胞的肥大。用10—7mol／L的IGF-1还能增加培养的新生鼠的心肌细胞肌球蛋白轻链2和肌钙蛋白1mRNA的含量。在给予IGF 48小时后心肌细胞大小几乎增加l倍，而心肌细胞数量无明显改变。
3 IGF-1与心肌细胞外基质
以往推测IGF-I进入组织间隙，促进成纤维细胞合成胶原，增加心肌细胞外基质。但有报道，给正常大鼠应用重组人IGF-1(ragIg—ld-1)14天后，左室重量和左室重量／体重比值均显著增加(P<0.01)；在结扎冠状动脉2天后给予IGF-I(3mg·kg-I·d-I)，左室重量也显著增加。Cittadini等研究发现。成年大鼠给予上述同剂量的IGF 14周后，不仅心肌细胞的直径增加，而且还能引起LVH。但心肌细胞外基质未受影响。
4 IGF-1与心肌细胞凋亡
心室壁压力的显著增加，激活了存活于心肌细胞的IGF-1．IGF-I R自分泌系统。IGF-1分泌增多，IGF-1 R表达增多，用来抑制细胞凋亡。促进增殖肥厚，参与心肌重构。
5 IGF-1与VSMC
高血压就其细胞学本质来说，为VSMC增殖。而IGF-1参与VSMC增殖，可能机制为IGF-I作为促进因子，刺激细胞从G1期进入S期，从而促进VSMC、内皮细胞增殖调节动脉壁厚度[18]。研究表明IGF-1能降低一氧化氮合成酶(NOS)活性，抑制NO合成。进一步揭示血清1GF-I和NO水平失衡在高血压发生、发展中起重要作用。
6 IGF-1与左室肥厚
高血压患者血流动力学负荷过重是诱发左室肥厚的始发和基本的刺激因素。IGF-I可能通过以下三个途径与左室肥厚相联系：①直接作用于心肌本身。②作用于肾脏血管系统，引起肾功能损害．进而加重心脏负荷。③作用于冠状动脉，加重动脉硬化，导致心肌缺血，进而心肌肥厚。IGF-I能与载体蛋白结合，有利于其向外周血转运。因此，血清IGF-1水平能反映心室肥厚的程度。研究显示：在EH组中IGF-I是LVH的独立危险因子。有研究表明血清IGF-I水平与LVI'H呈显著正相关(P<0.01)，回归分析IGF-1、AngⅡ为左室肥厚的独立危险因子(OR=1.008、1.081；p=0.020、0.020)。结果显示IGF-1、AngⅡ与动脉血压关系密切．同左心室体积指数(LVM])一样，为原发性高血压左心室肥厚的重要指标。IGF-I还增加心脏的射血分数，但心肌肥厚、负荷加重、耗氧量增多，将最终降低细胞的收缩能力，且由于间质纤维化，心肌舒张顺应性减低．而进一步加重充血性心力衰竭。VenchJa等研究则表明，循环血中IGF-1水平是EH患者左室质量和几何学形状改变的一项独立危险因素。研究提示F_,I-I并发LVH时]GF-I水平明显升高，进一步证实了神经内分泌激素在LVH发生发展中的作用。特发性肥厚型心肌病(HCM)患者心肌中的IGF-1水平明显较主动脉瓣狭窄患者的高。IGF-I mRNA水平较心脏移植后组明显增高(P=0.02)。免疫组化和原位杂交研究表明特发性HCM患者心肌中免疫组化和原位杂交研究表明特发性HCM患者心肌中IGF-I的表达显著增高。由此可以推测IGF-l水平增高可能不是心肌肥厚的结果，而是心肌肥厚的原因。
7 展望
传统治疗心室重构的药物对整个细胞因子网络几乎没有作用。目前细胞因子在心衰中的作用日益引起人们的关注。冠状动脉硬化是心室重构的常见原因之一。而IGF-1参与冠脉VSMC增殖。IGF-1抑制剂如促生长素抑制素、octmde、anoopeptin能抑制血管平滑肌细胞增殖和新内膜形成。但上述药物的临床作用尚不能肯定。抗细胞因子治疗可能是今后研究的热点。多种降压药可逆转左室重构。在以左室重构为主要特征的心脏病治疗中。仅有对肾素．血管紧张素系统的阻断和血压的控制是不够的。有些学者认为细胞因子的水平应该成为治疗的一个靶点。