Rho激酶抑制剂可逆转靶向抗肿瘤药物阿帕替尼所致的血压升高
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心血管疾病和肿瘤是全世界范围内导致死亡的两大主要病因,随着新型抗肿瘤药物的应用,使肿瘤患者寿命显著延长,而随着人口老龄化的出现,肿瘤与心血管疾病合并存在的情况日益普遍,另一方面,部分抗肿瘤药物可导致心血管系统损害,从而使肿瘤患者心血管疾病患病率升高,因此,心血管疾病已成为肿瘤幸存者远期死亡的主要原因。
血管内皮生长因子(VEGF)在肿瘤生长和转移中起关键作用,该通路小分子酪氨酸激酶抑制剂(TKI)显示出良好的抗肿瘤作用,但其导致药物相关性高血压的发生率高达11~45%,血压升高不仅会导致抗肿瘤治疗的中断,还会加剧心血管事件的发生。该类型高血压的发病机制尚不明确,目前的降压药物均缺乏有力证据,患者常因为难以控制的高血压而被迫停药。
近期兰州大学第二医院余静教授团队在Journal of Hypertension杂志上发表了一项研究,通过动物实验评估不同剂量阿帕替尼对大鼠血压的作用及是否伴随Rho/Rho激酶(ROCK)信号通路的激活,并在此基础上给予ROCK通路抑制剂Y27632,验证其是否可抑制阿帕替尼所致的血压升高及血管重构,从而为该类型高血压的防治及药物研发提供理论依据。
研究发现无论30mg/kg∙d还是15mg/kg∙d阿帕替尼均可致血压在干预第6天开始即出现迅速的血压升高,且表现为SBP、DBP及MBP均显著升高,但于干预第12天时达到平台期,干预第15天与第12天SBP、DBP及MBP均无显著差异。叠加给予Y27632可使30mg/kg∙d组大鼠MBP增幅下降(ΔΔMBP)17.3±3.0mmHg,下降率64.6%(p<0.001),而15mg/kg∙d组ΔΔMBP 15.5±2.1mmHg,下降率69.6%(p<0.001)。此过程伴随中段主动脉RhoA及ROCK Ⅱ mRNA及蛋白水平的升高(p<0.001),且30mg/kg∙d组更为明显,而ROCK Ⅰ mRNA及蛋白水平则无显著改变(图1)。
图1 阿帕替尼所致血压及心率变化。给予30mg/kg∙d或15mg/kg∙d阿帕替尼均可导致血压自干预第6天开始迅速升高,伴随心率的下降,于第12天达到平台期。Y27632可逆转上述改变。A,收缩压(SBP)上升趋势;B,舒张压(DBP)上升趋势;C,平均压(MBP)变化幅度;D,心率(HR)变化幅度。
RhoA为一类三磷酸鸟苷酸环化酶(GTPase),在与三磷酸鸟苷酸(guanosine triphosphate, GTP)结合的活化状态或与二磷酸鸟苷酸(guanosine diphosphate, GDP)结合的失活状态之间循环,RhoA与GTP结合后,通过多个下游效应因子交互作用而介导血压调节功能,其中最重要且研究最多的效应因子即为ROCK,包括两个亚型ROCK1和ROCK2,虽然两者具有高度同源性,但仍有研究发现仅ROCK Ⅱ可直接与肌球蛋白结合亚基(myosin binding subunit, MBS)的肌球蛋白轻链磷酸酶(myosin light chain phosphatase, MLCP)相结合,从而在血管平滑肌细胞的收缩中发挥重要作用,ROCK Ⅰ则无此特性。ROCK Ⅱ 激活可剂量依赖性地抑制MLCP活性,导致肌球蛋白轻链磷酸化,从而增强血管平滑肌收缩,导致血压升高。
检测中段主动脉壁MLCP蛋白表达,发现无论是30mg/kg∙d还是15mg/kg∙d阿帕替尼均可使MLCP表达均较对照组显著下降,且呈现出剂量依赖性,即高剂量阿帕替尼组下降更为明显,叠加给予Y27632可使其表达得以逆转。同时,阿帕替尼组eNOS mRNA水平较对照组明显下降,但内皮素受体A(endothelin receptor A, ETA)蛋白表达及血清ET-1水平显著升高,胶原蛋白Ⅰ表达水平亦显著升高,上述改变均可被Y27632逆转(图2)。
图2 血管收缩及增殖相关蛋白表达。给予阿帕替尼可致中段主动脉血管壁MLCP蛋白表达水平显著下降,而ETA、Col Ⅰ 蛋白水平显著升高,叠加给予Y27632可逆转上述趋势。*p<0.05。MLCP,肌球蛋白轻链磷酸酶;ETA,内皮素受体A;Col Ⅰ,胶原蛋白Ⅰ。
图3 中段主动脉血管壁组织学检查。HE染色(a、b)及维多利亚蓝染色(c)均显示各组大鼠具有完整的弹力纤维层。Apa30组MT/LD比值略低于对照组,Apa15组与对照组相比无显著差异,但Y27632在两组中均可致其显著降低(f);弹力纤维与胶原纤维双染色d)及天狼猩红染色(e)示Apa30组血管壁中膜胶原纤维明显增多,且天狼猩红染色定量分析(g)示Apa15组胶原纤维与对照组相比亦具有显著统计学差异。*p<0.05
通过HE染色、维多利亚篮染色、弹力纤维/胶原纤维双染色以及天狼猩红染色等组织学检测评估血管重构,发现阿帕替尼可致大鼠中段主动脉壁中膜厚度(media thickness,MT)与管腔内径(lumen diameter,LD)比值,即MT/LD比显著增高,中膜胶原蛋白含量增加,而叠加给予Y27632可逆转上述改变(图3)。既往已有针对舒尼替尼的研究证实TKI类药物相关性高血压不伴有RAAS系统的激活,ACEI类药物降压效果欠佳,因此阿帕替尼相关性高血压与Bartter/Gitelman综合征存在相反的临床表现,前者不伴有RAAS系统激活,但存在高血压及心血管-肾脏重构,而后者伴有RAAS系统的激活,但不存在高血压及心血管-肾脏重构。RhoA/ROCK信号通路所介导的RAAS系统反向调节,可能是两者发病的共同机制。ROCK抑制剂可能通过提高ACE2活性及增加具有血管扩张和抗重构作用的Ang1-7的释放,降低阿帕替尼所致的高血压并抑制其所致的血管重构。
虽然RCOK抑制剂对于阿帕替尼所致的高血压具有治疗作用,但对于其应用可能存在另一顾虑,即其是否会影响阿帕替尼的抗肿瘤作用?实际上,肿瘤的生长、侵袭及转移等病理生理过程中存在RhoA/ROCK信号通路的激活,而ROCK通路抑制剂对其具有抑制作用。因此,ROCK抑制剂治疗可能不仅能够预防或逆转TKI类等VEGF通路抑制剂所导致的血压升高,而且对其抗肿瘤治疗具有协同作用。
综上所述,VEGF通路小分子TKI类药物阿帕替尼可致血压升高及血管重构,此过程伴随RhoA/ROCK信号通路的激活,而非选择性ROCK抑制剂Y27632对其具有逆转作用,提示RhoA/ROCK信号通路激活可能是阿帕替尼所致高血压的潜在分子生物学机制,ROCK抑制剂由于既与TKI类药物具有协同抗肿瘤作用,又对其所致的血压升高具有防治作用,因此有望成为该类型高血压的理想潜在治疗药物。
图文设计:三度医学 CtrlZ
排版编辑:三度医学 May
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