·综 述·
器官纤维化是多种疾病终末期的共同病理变化，可导致器官功能衰竭。近年来有关N-乙酰基-丝氨酰-天门冬酰-赖氨酰-脯氨酸(N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline，Ac-SDKP)在抗器官纤维化方面的作用引起了学术界的关注。Ac-SDKP是由赖氨酸寡肽酶水解其前体胸腺素β4而产生的内源性四肽，在哺乳动物组织中普遍存在[1]。研究表明，血管紧张素转化酶抑制剂能够增加血浆和组织中Ac-SDKP浓度[2]，肾单位可释放Ac-SDKP[3]。早期研究发现Ac-SDKP具有抑制造血干细胞生长的生物学功能，其后大量研究结果表明Ac-SDKP具有抗炎和抗纤维化作用, 对各原因所致的器官纤维化，包括肺纤维化、心肌纤维化、肾纤维化、肝脏纤维化等均具有抑制作用[4-6]。现就有关Ac-SDKP在抑制心脏纤维化、肾纤维化和硅肺纤维化方面的研究进展综述如下。
预防高血压引起的心脏和肾脏纤维化是高血压防治的重要环节，也是生物医学界研究的热点领域。2001年Peng等[2]探讨了Ac-SDKP对醛固酮-盐诱发的高血压大鼠心脏和肾脏纤维化的作用，发现Ac-SDKP可以抑制实验性高血压大鼠心脏和肾脏间质细胞增殖，并能降低高血压诱发的心脏、肾脏胶原蛋白沉积；研究同时发现血管紧张素转化酶抑制剂能够通过增加血浆和组织中Ac-SDKP的浓度，进而抑制心脏、肾脏的纤维化。Ac-SDKP抗高血压心肾纤维化主要的作用机制涉及抑制TNF-α诱导的内皮细胞ICAM-1表达、单核/巨噬细胞浸润和炎症反应，以及抑制间质细胞增殖和胶原沉积等[7-8]。杨方等[9-10]探讨了Ac-SDKP对大鼠心脏成纤维细胞胶原蛋白合成及表达的调节作用，发现Ac-SDKP通过上调MMPs活性或表达，对血小板衍生生长因子介导的心脏成纤维细胞胶原合成有明显抑制作用，可能与Ac-SDKP抗心脏纤维化作用相关。此外，研究发现Ac-SDKP还具有刺激血管内皮增生、迁移、增强新生血管形成和心肌毛细血管密度等生物学效应[11]。
Nakagawa等[12]采用结扎冠状动脉左降支的方法建立C57BL/6小鼠心肌梗死模型，观察了微量药物释放泵给予Ac-SDKP对心肌梗死急性炎症反应和心脏破裂的影响，证实Ac-SDKP可明显降低心脏破裂的发生率及死亡率；Ac-SDKP降低心肌梗死后心脏组织中促炎性M1巨噬细胞的渗出，但不影响促吸收性M2巨噬细胞和中性粒细胞渗出。提示Ac-SDKP防止心脏破裂，降低急性心肌梗死后死亡率的机制与降低促炎性M1巨噬细胞浸润和MMP-9激活有关。Yang等[13]探讨了在急性心肌梗死伴心衰的条件下Ac-SDKP对心脏炎症和纤维化的逆转作用，发现Ac-SDKP可明显降低总胶原含量，降低巨噬细胞浸润和TGF-β阳性表达细胞的数目,防止和逆转非梗死区域的心肌纤维化(反应性纤维化),改善心功能。
有关Ac-SDKP抗肾脏纤维化研究，主要涉及3个方面，一是糖尿病肾病肾纤维化，二是系统性红斑狼疮肾脏纤维化，三是肾间质纤维化。
糖尿病是常见的代谢性疾病。糖尿病肾病是糖尿病最常见的合并症，也是最常见的肾脏纤维增生性疾病，糖尿病肾病最终导致肾脏纤维化。因此，糖尿病肾病肾纤维化的防治近几十年来一直是医学研究的前沿和热点领域。由于Ac-SDKP具有抗器官纤维化功能，其作为糖尿病肾病肾纤维化治疗的价值得到了学术界的广泛关注[14]。研究表明，连续8周给予db/db 糖尿病小鼠Ac-SDKP可通过抑制Smad信号通路抑制TGF-β诱导的人系膜细胞细胞外基质蛋白表达，减轻糖尿病肾功能不全和肾小球纤维化[15]。抗纤维化miRNA let7表达以及miR-29s 和 miR-let-7s串话(cross-talking)调节在Ac-SDKP拮抗糖尿病肾病肾纤维化中发挥重要作用[16-17]。 非常值得关注的是Nitta等[18]探讨了口服给予Ac-SDKP或Ac-SDKP+咪达普利对链脲佐菌素诱导的1型糖尿病小鼠和db/db2型糖尿病小鼠肾脏抗纤维化microRNA水平的影响，结果表明口服Ac-SDKP或Ac-SDKP+咪达普利可以缓解肾小球纤维化和间质纤维化，恢复血浆中的血清清胱抑素水平，并可使肾脏抗纤维化miR-29 和let-7miR恢复到正常及以上水平，Ac-SDKP+咪达普利组作用比单纯Ac-SDKP更为明显。提示Ac-SDKP可以作为口服多肽药物用于纤维增生性肾疾病如糖尿病肾病的治疗，这是给药途径上的一个突破。
系统性红斑狼疮是一种自身免疫性疾病，由于多种针对自身抗原的抗体产生、免疫复合物沉积而导致炎症、纤维化和终末器官损伤，约60%系统性红斑狼疮患者发生肾炎和肾功能障碍导致肾衰竭。Tan等[19]采用MRL/lpr狼疮肾炎小鼠研究了Ac-SDKP对狼疮肾炎进展的作用。发现Ac-SDKP可以降低肾组织T细胞和巨噬细胞渗出，抑制NF-κB的活化和TNF-α的产生，使MRL/lpr狼疮肾炎小鼠蛋白尿减轻、肾功能改善，缓解狼疮肾炎的进展。进一步研究表明，Ac-SDKP可有效防止系统性红斑狼疮动物肾损伤，但对动物的血压没有明显的影响。在系统性红斑狼疮急性复发期，Ac-SDKP 也可延缓急性和严重高血压导致早期死亡的表现[20]。靶向调节促炎细胞化学因子/细胞因子、ICAM-1和免疫细胞浸润，降低补体C5-9、RANTES、MCP-5和ICAM-1在肾脏的表达也是Ac-SDKP对系统性红斑狼疮肾脏保护作用的机制[21]。
在肾间质纤维化研究方面，Wang等[22]采用结扎方法建立单侧输尿管阻塞肾脏纤维化模型，探讨了Ac-SDKP对肾脏炎症和纤维化的影响，发现Ac-SDKP可以通过降低MCP-1、NF-κB、α-SMA 和TGF-β1的表达，减轻单侧输尿管阻塞所引起的肾脏炎症和肾小管间质纤维化。使用同样的动物模型，有学者探讨了通过血管紧张素转化酶抑制剂卡托普利处理增加内源性Ac-SDKP水平和给予外源性Ac-SDKP处理对单侧输尿管阻塞小鼠肾脏纤维化的影响，发现Ac-SDKP组和卡托普利组肾组织Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白表达明显下降，胶原蛋白Ⅳ、α-SMA和MCP-1与对照组比也有下降趋势。但与其它研究不同的是，Ac-SDKP处理后肾间质损伤和巨噬细胞浸润未见明显减轻[23]。可见Ac-SDKP在肾间质纤维化的作用和相应机制尚有待进一步探讨。
硅肺(silicosis，又称作矽肺)是由于长期吸入大量二氧化硅粉尘沉着于肺部引起的一种常见的职业病, 其病变以硅结节形成和广泛的肺纤维化为特征。硅肺纤维化发病机制涉及矽尘颗粒、巨噬细胞、肺泡上皮细胞和成纤维细胞及相应的细胞因子等。2008年闫静波等[24]首次开展了Ac-SDKP抗大鼠硅肺纤维化的研究工作，发现Ac-SDKP可明显降低实验组大鼠肺硅结节面积, 降低羟脯氨酸含量，抑制Ⅰ型和Ⅲ型胶原胶原的表达。证实Ac-SDKP对二氧化硅诱导的大鼠硅肺纤维化有一定的拮抗作用。
Ac-SDKP抗硅肺纤维化的机制比较复杂，从上皮间质转化和肌成纤维细胞分化的角度，Ac-SDKP可以通过HSP27 信号通路抑制肺Ⅱ型上皮细胞的上皮-间质转化，抑制胶原合成。Ac-SDKP通过对TGF-β1/ROCK1和P38 MAPK信号转导通路的调控，阻抑大鼠成纤维细胞及肺泡上皮细胞向肌成纤维细胞的分化和胶原蛋白的合成，也是其发挥抗硅肺纤维化的重要机制。从炎症反应的角度，Ac-SDKP可抑制二氧化硅引起的慢性炎症、TGF-β诱导的肺成纤维细胞增生和胶原合成从而阻止硅肺纤维化过程。从内质网应激和细胞凋亡的角度，二氧化硅可诱导肺Ⅱ型上皮细胞发生内质网应激，使Caspase-12表达增高，PERK/eIF2α/CHOP通路激活，导致细胞凋亡。而Ac-SDKP可以有效地降低内质网应激，抑制二氧化硅引起的肺Ⅱ型上皮细胞凋亡，防止硅肺纤维化的发生[25]。
Wang等[26]通过双向电泳蛋白质组学分析方法研究了大鼠硅肺纤维化发生及Ac-SDKP抗纤维化的可能机制，发现乙酰化微管蛋白α可能在Ac-SDKP抗硅肺肺纤维化的方面发挥重要作用。相应的体外研究也证实乙酰化微管蛋白α缺失表达是硅肺上皮-间质转化的重要因素[27]。Zhang等[28]根据Ac-SDKP的代谢特点，分析了Ac-SDKP 和血管紧张素Ⅱ在硅肺纤维化发生中的作用，发现 Ac-SDKP和 ACE/AT1/血管紧张素Ⅱ轴分子的失衡促进硅肺的发生，Ac-SDKP 可通过抑制血管紧张素Ⅱ诱导的肌成纤维细胞分化和抑制细胞外基质产生而防止硅肺纤维化的发生。
Ac-SDKP作为一种普遍存在于各种组织中的内源性四肽，具有明显的抗炎、抗纤维化功能，能够减轻高血压等疾病引起的心脏和肾脏纤维化、降低心肌梗塞后心脏破裂，减少梗塞后心肌纤维化。对糖尿病肾病和系统性红斑狼疮相关的肾脏纤维化及实验性肾间质纤维化均有肯定的拮抗作用。Ac-SDKP对实验性硅肺纤维化也具有良好的抗纤维化效果。Ac-SDKP抗纤维化机制比较复杂，涉及到炎症反应、信号通路、上皮间质转化、成纤维细胞增殖和胶原沉积等多个方面。有学者将Ac-SDKP列为心肾脑研究的潜在靶点[29]。由于Ac-SDKP是一种寡肽，稳定性差，易于分解，给药途径受到限制，目前的研究工作多限于动物和细胞学领域，尚没有临床研究的报道。Nitta等[18]口服给药治疗实验性糖尿病肾病的研究为Ac-SDKP的开发应用带来了新希望，相信通过剂型和给药途径的改善，Ac-SDKP在抗纤维化方面的临床应用一定会取得实质性进展。
[1] Lenfant M,Wdzieczak-Bakala J,Guittet E,et al. Inhibitor of hematopoietic pluripotent stem cell proliferation:purification and determination of its structure[J]. Proc Natl Acad Sci USA,1989,86(3):779-782.
[2] Peng H,Carretero OA,Raij L,et al. Antifibrotic effects of N-acetyl-seryl-aspartyl-Lysyl-proline on the heart and kidney in aldosterone-salt hypertensive rats[J]. Hypertension,2001,37(2 Pt 2):794-800.
[3] Romero CA,Kumar N,Nakagawa P,et al. Renal release of N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline is part of an antifibrotic peptidergic system in the kidney[J]. Am J Physiol Renal Physiol,2019,316(1):F195-203.
[4] Dadar M,Shahali Y,Chakraborty S,et al. Antiinflammatory peptides:current knowledge and promising prospects[J]. Inflamm Res,2019,68(2):125-145.
[5] Kumar N,Nakagawa P,Janic B，et al. The anti-inflammatory peptide Ac-SDKP is released from thymosin-β4 by renal meprin-α and prolyl oligopeptidase[J]. Am J Physiol Renal Physiol,2016,310(10):F1026-1034.
[6] Sharma UC,Sonkawade SD,Spernyak JA，et al. A small peptide Ac-SDKP inhibits radiation-induced cardiomyopathy[J]. Circ Heart Fail,2018,11(8):e004867.
[7] Rhaleb NE,Peng H,Yang XP,et al. Long-term effect of N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline on left ventricular collagen deposition in rats with 2-kidney,1-clip hypertension[J]. Circulation,2001,103(25):3136-3141.
[8] Zhu L,Yang XP,Janic B,et al. Ac-SDKP suppresses TNF-α-induced ICAM-1 expression in endothelial cells via inhibition of IκB kinase and NF-κB activation[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol,2016,310(9):H1176-1183.
[9] 杨方,朱曦龄,王丽平,等.抗纤维化短肽N-乙酰基-丝氨酰-天门冬酰-赖氨酰-脯氨酸对大鼠心脏成纤维细胞胶原合成与降解的调节作用[J].中华心血管病杂志,2006,34(9):843-846.
[10] 王丽平,朱曦龄,杨方，等.N-乙酰基-丝氨酰-天门冬酰-赖氨酰-脯氨酸对大鼠心脏成纤维细胞胶原蛋白合成及表达的调节作用[J].解剖学杂志,2006,29(6):718-720,740.
[11] Wang D,Carretero OA,Yang XY,et al. N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline stimulates angiogenesis in vitro and in vivo[J]. Am J Physiol Heart Circ Physiol,2004,287(5):H2099-2105.
[12] Nakagawa P,Romero CA,Jiang X,et al. Ac-SDKP decreases mortality and cardiac rupture after acute myocardial infarction[J]. PLoS One,2018,13(1):e0190300.
[13] Yang F,Yang XP,Liu YH，et al. Ac-SDKP reverses inflammation and fibrosis in rats with heart failure after myocardial infarction[J]. Hypertension,2004,43 (2):229-236.
[14] Kanasaki K,Nagai T,Nitta K,et al. N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline:a valuable endogenous anti-fibrotic peptide for combating kidney fibrosis in diabetes[J]. Front Pharmacol,2014,5:70.
[15] Shibuya K,Kanasaki K,Isono M,et al. N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline prevents renal insufficiency and mesangial matrix expansion in diabetic db/db mice[J]. Diabetes,2005,54(3):838-845.
[16] Nagai T,Kanasaki M Srivastava SP,et al. N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline inhibits diabetes-associated kidney fibrosis and endothelial-mesenchymal transition[J]. Biomed Res Int,2014,2014:696475.
[17] Srivastava SP,Shi S,Kanasaki M,et al. Effect of antifibrotic microRNAs crosstalk on the action of N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline in diabetes-related kidney fibrosis[J]. Sci Rep,2016,6:29884.
[18] Nitta K,Shi S,Nagai T,et al. Oral administration of N-Acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline ameliorates kidney disease in both type 1 and type 2 diabetic mice via a therapeutic regimen[J]. Biomed Res Int,2016,2016:9172157.
[19] Tan H,Zhao J,Wang S,et al. Ac-SDKP ameliorates the progression of lupus nephritis in MRL/lpr mice[J]. Int Immunopharmacol,2012,14(4):401-409.
[20] Nakagawa P,Masjoan-Juncos JX,Basha H,et al. Effects of N-acetyl-seryl-asparyl-lysyl-proline on blood pressure,renal damage,and mortality in systemic lupus erythematosus[J]. Physiol Rep,2017,5(2):e13084.
[21] Liao TD,Nakagawa P,Janic B,et al. N-Acetyl-Seryl-Aspartyl-Lysyl-Proline:mechanisms of renal protection in mouse model of systemic lupus erythematosus[J]. Am J Physiol Renal Physiol,2015,308(10):F1146-1154.
[22] Wang M,Liu R,Jia X,et al. N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline attenuates renal inflammation and tubulointerstitial fibrosis in rats[J]. Int J Mol Med,2010,26(6):795-801.
[23] Chan GC,Yiu WH,Wu HJ,et al. N-Acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline alleviates renal fibrosis induced by unilateral ureteric obstruction in BALB/C mice[J]. Mediators Inflamm,2015,2015:283123.
[24] 闫静波,张丽娟,李倩,等.N-乙酰基-丝氨酰-天门冬酰-赖氨酰-脯氨酸抗大鼠矽肺纤维化的实验研究[J].中华劳动卫生职业病杂志,2008,26(7):401-405.
[25] Zhang L,Xu D,Li Q,et al. N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline(Ac-SDKP) attenuates silicotic fibrosis by suppressing apoptosis of alveolar type Ⅱ epithelial cells via mediation of endoplasmic reticulum stress[J]. Toxicol Appl Pharmacol,2018,350:1-10.
[26] Wang X,Liu Y,Xu H,et al. Acetylated α-tubulin regulated by N-Acetyl-Seryl-Aspartyl-Lysyl-Proline(Ac-SDKP) exerts the anti-fibrotic effect in rat lung fibrosis induced by silica[J]. Sci Rep,2016,6:32257.
[27] 张惠,徐丁洁,毛娜,等.乙酰化微管蛋白α缺失表达在矽肺上皮-间质转化中的意义[J].福建医科大学学报,2018,52(4):229-233.
[28] Zhang Y,Yang F,Liu Y,et al. Influence of the interaction between Ac SDKP and Ang Ⅱ on the pathogenesis and development of silicotic fibrosis[J].Mol Med Rep,2018,17(6):7467-7476.
[29] Hrenak J,Paulis L,Simko F. N-acetyl-seryl-aspartyl-lysyl-proline(Ac-SDKP):potential target molecule in research of heart,kidney and brain[J]. Curr Pharm Des,2015,21(35):5135-5143.