诱导型一氧化氮合酶与疾病(2)
作者：佚名； 更新时间：2014-12-13
疾病中，cNOS和iNOS所合成NO意义的不同；不同器官组织iNOS表达的差异及NO在休克早期和晚期作用的可能差别尚须进一步去阐明。
(二)自身免疫性与慢性炎症性疾病 NO氧化产物亚硝酸盐在类风湿关节炎病人滑液中比骨关节炎高6～35倍，多发性硬化病人脱髓鞘部位巨噬细胞的iNOS和硝基酪氨酸染色阳性，这些细胞在培养中也产生大量NO［1］。胰岛素依赖型糖尿病（insulin-dependent diabetes mellilus ,IDDM）型糖尿病90％以上胰岛被破坏，在 IDDM大鼠动物模型浸润于胰岛的巨噬细胞中检出iNOS［l］，且 大鼠胰岛细胞尤容易发生NO诱导的细胞死亡［21］。作为IDDM动物模型的佐剂，同样对人有致IDDM作用的链脲霉素(streptozocin)对胰岛的特异毒性作用至少部分由细胞内释放的NO所致［1］。这些均说明iNOS在自身免疫性疾病中的表达及其合成的NO对组织的破坏。然而，还必须明确是否对其抑制可减轻对此类疾病的组织破坏。系统性红斑狼疱(systemic lupus erythematosus, SLE)病人血清NO水平明显高于正常对照者，而活动期SLE病人血清NO水平又明显高于非活动期SLE，SLE病人血清NO水平与病情活动度呈正相关，和SLE病人dsDNA抗体水平也呈正相关［22］。
研究表明SLE病人NO的产生增加主要是通过iNOS的升调节（up-regulation）在被激活的血管内皮细胞和表皮角化细胞中的表达增高［22］。
iNOS的免疫反应性表达在气道、血管、肠、肾、心脏、皮肤和牙周根尖等各种慢性炎症性疾病中有些局限于巨噬细胞，但大部分在炎症区周围的上皮细胞。这些细胞iNOS的作用未明，新近资料表明，受累组织局部由iNOS合成的NO不只简单地引起组织破坏，也影响Th1/Th2的平衡。尤其非细胞毒浓度的NO对Th1型细胞因子如IL_2和INF_γ起降调节（down-regulation）作用，并且/或者增加Th2相关分子IL_4和PGE2的产量及IL_4p40基因的表达［23］。因此iNOS合成的NO也局限Th1免疫应答及其所致的组织破坏。另外，由于Thl型细胞因子和iNOS表达的密切相关，iNOS的表达似可作为Thl反应的一个标记，通过检测这个标记物代替众多细胞因子的检测，显示了iNOS作为这些疾病辅助诊断的价值。
（三）其他疾病
1．慢性神经变性疾病 早老性痴呆和帕金森病人尸检发现脑内iNOS的表达［24］。尽管神经元对NO的细胞毒作用易感性最高，但iNOS表达是疾病晚期表现还是导致病情发展的原因尚未明。
2．梗阻性病变 在兔心梗模型，给予特异的NOS抑制剂可明显改善心室功能并增加存活心肌的血流量［1］。人心梗后心肌细胞及浸润的巨噬细胞内检出iNOS酶蛋白，心脏移植后iNOS在心肌和血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells, VSMC)中的表达似与收缩功能不全相关［1］。
动物卒中模型显示在梗塞区和脑损伤区有NOS表达。基因变异的 nNOS和iNOS不全大鼠中，梗塞总量和神经元损失明显少于正常鼠；相反，eMOS不全的大鼠梗塞总量大于正常［25］。因此，低产量的 NO(由eNOS合成)似有利于增加梗塞中的脑血流量；而神经元产生的 NO(由nNOS合成)和炎症细胞iNOS合成的持续时间较长，产量高的NO可能有神经元毒性作用［1］。以上资料表明，不同类型NOS所合成的NO在梗塞性病变的病理生理机制中起了不同的作用。
3．肿瘤 在人的脑、肺、结肠［1］和前列腺［26］肿瘤的血管系统，浸润的巨噬细胞和肿瘤细胞均可能检测到iNOS。NO在肿瘤发展中的作用也很复杂。实验提示肿瘤中少量 NO的产生可增加肿瘤血流量并促进血管新生［1］；而肿瘤细胞自身产生的 NO可抑制细胞增殖(生长受阻)并／或诱导T淋巴细胞凋亡(细胞毒性)［1］。这可解释经常观察到的现象：即伴随肿瘤的生长，宿主免疫功能受到抑制。
肝细胞可对几种炎症刺激作出应答而产生NO，新近研究［27］表明慢性肝炎继发肝癌(hepatocellular carcinoma, HCC)病人血清中NO产物水平明显高于非HCC者，也明显高于肝硬化（LC）并发HCC者。相关分析证实血清NO产物含量与HCC肿块表面面积和肿块体积呈正相关。认为NO在HCC病人肝癌的巨噬细胞或枯否细胞诱导的肿瘤细胞毒性中起主要作用。
iNOS的免疫组化染色显示前列腺癌组织iNOS含量明显上升，而良性的前列腺增生iNOS并不上升，提高前列腺上皮iNOS表达可作为前列腺癌特异性免疫组化标记，有助与增生的鉴别诊断。由iNOS产生的NO在前列腺癌的发生发展中可能起了多方面的作用［26］。
4．移植／植入 心脏同种移植的受体，iNOS的表达最多见于移植后第1个180天内的心肌细胞和 VSMC，似乎和心脏收缩功能不全有因果关系［1］。在松驰了的关节假体周围发现与排异炎症反应有关的各种细胞内有iNOS表达［28］。被激活并吞噬有假体磨损碎片的巨噬细胞内也有iNOS活动，这可能是造成早期假体修复失败的原因。
5．损伤 用紫外线(ultraviolet,UV)-A或 UV-B照射后的正常人志愿者皮肤切片发现iNOS mRNA和iNOS酶蛋白分布于高度增殖的角化细胞的基层。iNOS表达高峰在照射后24h，而72h后未发现。这和日晒斑高峰于24h且持续2天的动力学特征相符。似乎表明了较长的日晒所引起的局部血流量增加和红斑水肿形成是iNOS活动所致。不管是内源性还是外源性的NO可保护人的皮肤内皮细胞不被紫外光 UV-A诱导发生DNA断裂和细胞凋亡［29］。动物实验还证实 NO在损伤后愈合中起了积极的作用［30］。
在创伤性脑损伤(traumatic brain injury, TBI)的动物模型发现损伤后24～48h于损伤周围血管和浸润的中性粒细胞内有iNOS表达，人的TBI应该也是相似的。
三、小结
在啮齿动物的研究中，提示了 iNOS活动在实验性自身免疫性或慢性炎症过程及其他一些疾病中可能起了有害作用。然而，鉴于实验性疾病病程短以及实验动物种属相对低等，其免疫反应系统相对较简单，调节也不像人类那样复杂严密，为此，在人类疾病和iNOS表达的关系上，NO对这些疾病发生发展的意义尚须进一步深入研究。另外，iNOS表达最常见于上皮细胞，其因未明。在这方面，NO似作为一保护剂使细菌等侵入局限，并对炎症反应起调节作用。还有，NO也影响基因调节，如通过抑制 NF-κB活性或抑制 DNA与 NF-κB、 AP-l和锌指(zine finger)转录因子 SPl来抑制 Thl类免疫反应。在人类这种较高等动物中，iNOS的作用或许不是直接的细胞毒作用，而是基因调节作用［1］。
［参 考 文 献］
［1］ Kroncke KD， Fehsel K， Kold-Bachofen V. Inducible nitric oxide synthase in human diseases［J］.Clin Exp Immunol， 1998，l13:l47～156.
［2］ Hall AV, Antoniou H，Wang Y, et a1．Structural organization of the human neuranal nitric oxide synthase gene(NOSl)［J］.J Biol Chem，1994，269:33082～33090．
［3］ Nadaud S，Bonnardeaux A，Lathrop M，et al，Gene structure polymorphism and mapping of the human endothelial nitric oxide synthase gene［J］. Biochem Biophys Res Commun，1994,198:1027～1033.
［4］ Marsden PA，Heng HHG，Duff CL，et a1．Localization of the human gene for inducible nitric oxide synthase(NOS2) to chromosome17q l1．2～q12［J］. Genomics，1994，19:l83～185.
［5］ Kroncke KD，Fehsel K，Kolb-Bachofen V. Nitric oxide：cytotoxicity versus cytoprotection， how， why， when， where［J］? NO Biol Chem，1997,l:l07～120．
［6］ Xu W， Charles IG，Liu L，et a1．Molecular cloning and structural organization of the inducible nitric oxide synthase gene (NOS2)［J］.Biochem Biophys Res Commun，1996,219:784～788.
［7］ Kun FJ，Mordmuller B，Lell B，et a1．Polymorphism in promoter region of inducible nitric oxide synthase gene and
(二)自身免疫性与慢性炎症性疾病 NO氧化产物亚硝酸盐在类风湿关节炎病人滑液中比骨关节炎高6～35倍，多发性硬化病人脱髓鞘部位巨噬细胞的iNOS和硝基酪氨酸染色阳性，这些细胞在培养中也产生大量NO［1］。胰岛素依赖型糖尿病（insulin-dependent diabetes mellilus ,IDDM）型糖尿病90％以上胰岛被破坏，在 IDDM大鼠动物模型浸润于胰岛的巨噬细胞中检出iNOS［l］，且 大鼠胰岛细胞尤容易发生NO诱导的细胞死亡［21］。作为IDDM动物模型的佐剂，同样对人有致IDDM作用的链脲霉素(streptozocin)对胰岛的特异毒性作用至少部分由细胞内释放的NO所致［1］。这些均说明iNOS在自身免疫性疾病中的表达及其合成的NO对组织的破坏。然而，还必须明确是否对其抑制可减轻对此类疾病的组织破坏。系统性红斑狼疱(systemic lupus erythematosus, SLE)病人血清NO水平明显高于正常对照者，而活动期SLE病人血清NO水平又明显高于非活动期SLE，SLE病人血清NO水平与病情活动度呈正相关，和SLE病人dsDNA抗体水平也呈正相关［22］。
研究表明SLE病人NO的产生增加主要是通过iNOS的升调节（up-regulation）在被激活的血管内皮细胞和表皮角化细胞中的表达增高［22］。
iNOS的免疫反应性表达在气道、血管、肠、肾、心脏、皮肤和牙周根尖等各种慢性炎症性疾病中有些局限于巨噬细胞，但大部分在炎症区周围的上皮细胞。这些细胞iNOS的作用未明，新近资料表明，受累组织局部由iNOS合成的NO不只简单地引起组织破坏，也影响Th1/Th2的平衡。尤其非细胞毒浓度的NO对Th1型细胞因子如IL_2和INF_γ起降调节（down-regulation）作用，并且/或者增加Th2相关分子IL_4和PGE2的产量及IL_4p40基因的表达［23］。因此iNOS合成的NO也局限Th1免疫应答及其所致的组织破坏。另外，由于Thl型细胞因子和iNOS表达的密切相关，iNOS的表达似可作为Thl反应的一个标记，通过检测这个标记物代替众多细胞因子的检测，显示了iNOS作为这些疾病辅助诊断的价值。
（三）其他疾病
1．慢性神经变性疾病 早老性痴呆和帕金森病人尸检发现脑内iNOS的表达［24］。尽管神经元对NO的细胞毒作用易感性最高，但iNOS表达是疾病晚期表现还是导致病情发展的原因尚未明。
2．梗阻性病变 在兔心梗模型，给予特异的NOS抑制剂可明显改善心室功能并增加存活心肌的血流量［1］。人心梗后心肌细胞及浸润的巨噬细胞内检出iNOS酶蛋白，心脏移植后iNOS在心肌和血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cells, VSMC)中的表达似与收缩功能不全相关［1］。
动物卒中模型显示在梗塞区和脑损伤区有NOS表达。基因变异的 nNOS和iNOS不全大鼠中，梗塞总量和神经元损失明显少于正常鼠；相反，eMOS不全的大鼠梗塞总量大于正常［25］。因此，低产量的 NO(由eNOS合成)似有利于增加梗塞中的脑血流量；而神经元产生的 NO(由nNOS合成)和炎症细胞iNOS合成的持续时间较长，产量高的NO可能有神经元毒性作用［1］。以上资料表明，不同类型NOS所合成的NO在梗塞性病变的病理生理机制中起了不同的作用。
3．肿瘤 在人的脑、肺、结肠［1］和前列腺［26］肿瘤的血管系统，浸润的巨噬细胞和肿瘤细胞均可能检测到iNOS。NO在肿瘤发展中的作用也很复杂。实验提示肿瘤中少量 NO的产生可增加肿瘤血流量并促进血管新生［1］；而肿瘤细胞自身产生的 NO可抑制细胞增殖(生长受阻)并／或诱导T淋巴细胞凋亡(细胞毒性)［1］。这可解释经常观察到的现象：即伴随肿瘤的生长，宿主免疫功能受到抑制。
肝细胞可对几种炎症刺激作出应答而产生NO，新近研究［27］表明慢性肝炎继发肝癌(hepatocellular carcinoma, HCC)病人血清中NO产物水平明显高于非HCC者，也明显高于肝硬化（LC）并发HCC者。相关分析证实血清NO产物含量与HCC肿块表面面积和肿块体积呈正相关。认为NO在HCC病人肝癌的巨噬细胞或枯否细胞诱导的肿瘤细胞毒性中起主要作用。
iNOS的免疫组化染色显示前列腺癌组织iNOS含量明显上升，而良性的前列腺增生iNOS并不上升，提高前列腺上皮iNOS表达可作为前列腺癌特异性免疫组化标记，有助与增生的鉴别诊断。由iNOS产生的NO在前列腺癌的发生发展中可能起了多方面的作用［26］。
4．移植／植入 心脏同种移植的受体，iNOS的表达最多见于移植后第1个180天内的心肌细胞和 VSMC，似乎和心脏收缩功能不全有因果关系［1］。在松驰了的关节假体周围发现与排异炎症反应有关的各种细胞内有iNOS表达［28］。被激活并吞噬有假体磨损碎片的巨噬细胞内也有iNOS活动，这可能是造成早期假体修复失败的原因。
5．损伤 用紫外线(ultraviolet,UV)-A或 UV-B照射后的正常人志愿者皮肤切片发现iNOS mRNA和iNOS酶蛋白分布于高度增殖的角化细胞的基层。iNOS表达高峰在照射后24h，而72h后未发现。这和日晒斑高峰于24h且持续2天的动力学特征相符。似乎表明了较长的日晒所引起的局部血流量增加和红斑水肿形成是iNOS活动所致。不管是内源性还是外源性的NO可保护人的皮肤内皮细胞不被紫外光 UV-A诱导发生DNA断裂和细胞凋亡［29］。动物实验还证实 NO在损伤后愈合中起了积极的作用［30］。
在创伤性脑损伤(traumatic brain injury, TBI)的动物模型发现损伤后24～48h于损伤周围血管和浸润的中性粒细胞内有iNOS表达，人的TBI应该也是相似的。
三、小结
在啮齿动物的研究中，提示了 iNOS活动在实验性自身免疫性或慢性炎症过程及其他一些疾病中可能起了有害作用。然而，鉴于实验性疾病病程短以及实验动物种属相对低等，其免疫反应系统相对较简单，调节也不像人类那样复杂严密，为此，在人类疾病和iNOS表达的关系上，NO对这些疾病发生发展的意义尚须进一步深入研究。另外，iNOS表达最常见于上皮细胞，其因未明。在这方面，NO似作为一保护剂使细菌等侵入局限，并对炎症反应起调节作用。还有，NO也影响基因调节，如通过抑制 NF-κB活性或抑制 DNA与 NF-κB、 AP-l和锌指(zine finger)转录因子 SPl来抑制 Thl类免疫反应。在人类这种较高等动物中，iNOS的作用或许不是直接的细胞毒作用，而是基因调节作用［1］。
［参 考 文 献］
［1］ Kroncke KD， Fehsel K， Kold-Bachofen V. Inducible nitric oxide synthase in human diseases［J］.Clin Exp Immunol， 1998，l13:l47～156.
［2］ Hall AV, Antoniou H，Wang Y, et a1．Structural organization of the human neuranal nitric oxide synthase gene(NOSl)［J］.J Biol Chem，1994，269:33082～33090．
［3］ Nadaud S，Bonnardeaux A，Lathrop M，et al，Gene structure polymorphism and mapping of the human endothelial nitric oxide synthase gene［J］. Biochem Biophys Res Commun，1994,198:1027～1033.
［4］ Marsden PA，Heng HHG，Duff CL，et a1．Localization of the human gene for inducible nitric oxide synthase(NOS2) to chromosome17q l1．2～q12［J］. Genomics，1994，19:l83～185.
［5］ Kroncke KD，Fehsel K，Kolb-Bachofen V. Nitric oxide：cytotoxicity versus cytoprotection， how， why， when， where［J］? NO Biol Chem，1997,l:l07～120．
［6］ Xu W， Charles IG，Liu L，et a1．Molecular cloning and structural organization of the inducible nitric oxide synthase gene (NOS2)［J］.Biochem Biophys Res Commun，1996,219:784～788.
［7］ Kun FJ，Mordmuller B，Lell B，et a1．Polymorphism in promoter region of inducible nitric oxide synthase gene and
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