引用本文： 賈盼紅, 唐歡歡, 李琪, 周向東. APELIN/APJ 在呼吸系統疾病中的研究進展. 中國呼吸與危重監護雜志, 2021, 20(7): 528-532. doi: 10.7507/1671-6205.202012091 復制
版權信息： ?四川大學華西醫院華西期刊社《中國呼吸與危重監護雜志》版權所有，未經授權不得轉載、改編
APJ 由 O’Dowd 等[1]發現，是七跨膜 G 蛋白偶聯受體（GPCR）家族的成員。Apelin 是 APJ 的內源性配體[2]，其 C 末端是 APJ 受體的特異性結合區[3]。Apelin 可分為 apelin-36、apelin-17、apelin-13 和 apelin-12 亞型[2, 4]，其中 apelin-13 和 apelin-36 是主要的亞型。Apelin 通過激活 APJ 而激活細胞內信號通路進一步激活下游因子。Apelin/APJ 系統廣泛表達于心、血管、肺、肝、腦、腎等多種組織中[5-9]。Apelin/APJ 系統參與調節心血管系統的生理過程，如保護心臟免受缺血再灌注損傷[10]，維持正性肌力作用[11]，降低血壓[12-13]。Apelin/APJ 系統與年齡相關的疾病方面密切相關[14-15]。Apelin 信號參與急性肝損傷調節[16]，通過減少細胞外基質沉積減輕腎纖維化[17]。此外，Apelin 還與糖耐量和胰島素敏感性密切相關[18]。近些年，隨著 Apelin/APJ 系統在呼吸系統疾病中的作用逐漸被認識到，它在呼吸系統疾病中的作用變得越來越重要。因此，本文就 Apelin/APJ 系統在呼吸系統疾病中的作用作一綜述，包括肺動脈高壓（PAH）、急性肺損傷（ALI）/急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）、非小細胞肺癌（NSCLC）、哮喘和慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）。
1 Apelin/APJ 在呼吸系統中的表達
大鼠肺組織中檢測到高濃度的 Apelin[19]，大鼠肺中的 Apelin 樣免疫反應在肺血管內皮細胞中表達[20-21]。大量證據表明 Apelin/APJ 系統可能是呼吸系統的重要調節因子。ARDS 患者肺組織和血漿中 Apelin 水平顯著升高[22]，而 PAH 患者肺組織和血漿 Apelin 水平降低[23]。慢阻肺患者血清 Apelin 水平降低[24]。
2 Apelin/APJ 系統在呼吸系統疾病中的作用
2.1 Apelin/APJ 系統緩解 PAH
PAH 以肺血管重塑、肺血管收縮和血管生成異常為特征。肺動脈內皮細胞（PAEC）和肺動脈平滑肌細胞（PASMC）的異常增殖是血管重構的主要原因[25]。在眾多的 PAH 危險因素中，缺氧是其中之一[26]。Apelin 和 APJ 的表達在缺氧 1 周后上調[27]，并在缺氧 3 周后恢復到基線水平[28]。此外，骨形態發生蛋白受體 2（BMPR2）也與 PAH 的發生發展密切相關[29-30]。70% 的遺傳性 PAH 患者和 15%～40% 的特發性 PAH 患者檢測到 BMPR2 基因突變[31]。研究表明，BMP-2 介導血管內皮細胞的存活依賴于過氧化物酶體增殖物激活受體-γ（PPAR-γ）/β 連環蛋白（β-catenin）復合物，同時，Apelin 被認為是 PPARγ/β-catenin 復合物的轉錄靶點，肺動脈內皮細胞中 Apelin 缺失導致 PASMC 增殖。Apelin 治療減輕由 PPARγ 缺失引起的 PAH[32]。因此，BMPR2/PPARγ/β-catenin/apelin 可能是治療 PAH 的重要藥理靶點。
PAH 的發生歸因于失調的 PAEC[33]。PAEC 的功能失調被認為在一定程度上與 NO 的減少相關[34]。PAH 患者內皮型一氧化氮合酶（eNOS）減少導致內皮細胞損害[28, 35]。Apelin/APJ 系統通過調節 Kruppel 樣因子 2（KLF2）和 eNOS 的表達參與維持內皮細胞內環境的穩定[28, 36]。KLF2 作為一種中介調節 eNOS 的表達[37]，并可受 AMP 激活激酶（AMPK）的調節[38]，AMPKα1 的激活也增強了 eNOS 的磷酸化[39]。Apelin-13 可促進 AMPK1/α 磷酸化[40]。總之，Apelin/APJ 信號激活 AMPK-KLF2-eNOS-NO 軸，恢復肺動脈內皮細胞功能，維持肺血管穩態（圖 1）。
圖1
Apelin/APJ 系統對 PAH 有一定的抑制作用
Apelin 通過促進 miR-424/503 的表達，抑制 FGF2 和 FGFR1 的表達，從而進一步抑制 PAH 的表達。Apelin 通過激活 AMPK-KLF2-eNOS 信號通路來誘導 NO 的產生，從而減輕 PAH。
Apelin/APJ 系統還有兩個重要靶點：miR-424 和 miR-503。它們屬于微小 RNA，與 PAH 的進展密切相關，且與調節成纖維細胞生長因子 2（FGF2）和成纖維細胞生長因子受體 1（FGFR1）的表達有關。miR-424 和 miR-503 的恢復表達可抑制 FGF 和 FGFR1 的表達，使過度增殖的肺動脈內皮細胞進入靜止狀態，從而減輕 PAH 的嚴重程度。因此，Apelin-miR-424/503-FGF 信號通路對于維持肺血管內穩態是不可或缺的[41]（圖 1）。綜上，Apelin/APJ 系統靶向的 KLF2、eNOS 和 miR-424/503 等多種因子參與 PAH 的發病過程。一旦這些信號通路的平衡被破壞，靜止的 PAEC 和 PASMC 就會轉化為增殖，最終導致 PAH 的惡化。Apelin 可以有效逆轉這一不利影響。鑒于 Apelin/APJ 系統在 PAH 中的有利作用，Apelin/APJ 系統為我們提供了一個新的視角，并可能是一種潛在的 PAH 治療策略。
2.2 Apelin/APJ 系統減輕油酸及脂多糖誘導的ALI/ARDS
ALI/ARDS 發生主要與肺毛細血管內皮細胞和肺泡內皮細胞損傷、血管通透性增加有關。Apelin/APJ 系統在維持內皮穩態和免疫調節以及保護脂質免受氧化方面起著重要作用[42-45]。最近，利用高通量技術，Apelin 已被確定為 ALI 的動態網絡生物標志物之一[46]。Apelin/APJ 系統被認為是一種內源性抗損傷機制，對 ARDS 具有保護作用。在油酸（OA）誘導的 ARDS 中，Apelin 和 APJ 的表達增加，Apelin/APJ 信號通路的中斷加劇了 OA 誘導的 ARDS，而 Apelin-13 治療則減輕了 OA 誘導的肺損傷。上述研究表明，Apelin/APJ 系統在 ARDS 期間被激活，以保護肺免受損害和損傷反應[22]。研究者進一步具體闡述了 Apelin 減輕脂多糖（LPS）誘導的 ALI 的作用機制。給予 Apelin-13 可減輕 LPS 誘導的氧化應激、線粒體凋亡和炎癥反應。LPS 觸發線粒體活性氧（ROS）的產生，同時抑制 B 細胞淋巴瘤 2（Bcl-2）的表達。這些作用可以被 Apelin-13 逆轉，而且 Apelin-13 還可抑制核因子 κB（NF-κB）的核轉位、NF-κB 的活化以及 LPS 引發的巨噬細胞活化。此外，炎癥小體 3（NLRP3）基因和天冬氨酸蛋白水解酶-1（caspase-1）也被 LPS 激活。隨后，活化的含半胱 caspase-1 參與了白細胞介素-18（IL-18）和白細胞介素-1β（IL-1β）的裂解，激活和成熟，促進它們從細胞中分泌。然而，Apelin-13 治療顯著降低激活的 NLRP3 誘導的炎癥反應。總之，Apelin-13 通過減少線粒體 ROS 觸發的氧化損傷、線粒體介導的細胞凋亡以及由 NF-κB 和 NLRP3 炎癥體的激活而誘導的炎癥反應來預防 LPS 誘導的 ALI[8]（圖 2）。因此，Apelin 對 LPS 誘導的 ALI/ARDS 有保護作用。靶向 Apelin 的藥物可能是治療 ALI/ARDS 的一種有吸引力的治療策略。
圖2
Apelin/APJ 系統抑制 NLPR3、ROS、NF-kB 及 BCL-2 的表達，進而緩解 LPS 誘導的 ALI/ARDS
Apelin/APJ 系統減輕 ALI/ARDS LPS 誘導 NLRP3 mRNA 和 caspase-1 活化，引起 IL-18 和 IL-1β 的分泌。這種作用可以被 Apelin 逆轉。LPS 促進 BCL-2 的表達，這一過程可被 Apelin 逆轉。Apelin 抑制 LPS 誘導的線粒體 ROS 生成。Apelin 還能抑制 LPS 引起的 NF-κB 核轉位。Apelin 的上述抑制作用可減輕 LPS 誘導的 ALI。
2.3 Apelin/APJ 系統促進 NSCLS 增殖和遷移
NSCLC 預后較差，迫切需要一個新的靶點來治療 NSCLC。血管生成是腫瘤增殖和轉移的基礎[47]。與血管內皮生長因子（VEGF）的功能相似，Apelin 是一種新興的血管生成因子，在促進腫瘤生長和轉移方面起著至關重要的作用[48-50]。一般認為腫瘤微環境處于高度缺氧狀態，在缺氧過程中 Apelin 和 APJ 的表達均升高[51-52]（圖 3）。缺氧也激活了 VEGF-VEGFR2 信號通路。Apelin 可以刺激腫瘤生長，那么 Apelin 也許在 NSCLC 的生長和轉移中起了相關作用。Apelin 在 6 個被研究的 NSCLC 細胞系中都在 mRNA 和蛋白質水平上高度表達，將過表達 Apelin 的腫瘤細胞植入小鼠體內，顯著促進了微血管密度和周長以及腫瘤的生長。根據臨床手術病理切片，免疫組化觀察 Apelin 表達，隨訪 5 年發現 Apelin 低表達組總存活率高于 Apelin 高表達組[53]。在 4 期 NSCLC 患者中觀察到 Apelin 陽性與較短的生存期之間有顯著的相關性[54]。此外，表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑（EGFR-TKIs）耐藥組與敏感組相比，Apelin 表達明顯增加。這提示 Apelin 的高表達通過影響血管生成與 EGFR-TKIs 耐藥有關[55]。這些結果表明，Apelin 作為病理性血管生成的標志物，可能成為 NSCLC 患者潛在的預后蛋白。
圖3
Apelin/APJ 系統促進 NSCLC 細胞增殖和遷移
缺氧時 Apelin 和 APJ 的表達增加。Apelin 通過激活 ERK1/2-cyclinD1 信號刺激 NSCLC 細胞增殖。Apelin 通過觸發 PAK1-Coflin 途徑加速 NSCLC 細胞的遷移。
對NSCLC 細胞系（A549 細胞）增殖的確切分子機制的研究表明，此外，p21 蛋白活化激酶（PAK1）/lim 激酶-1（LIMK1）/絲切因子（coflin）信號參與促進 NSCLC 細胞的遷移和侵襲[56]。Apelin-13 通過促進細胞外調節蛋白激酶（ERK1/2）磷酸化增加細胞周期蛋白 D1（Cyclin D1）的表達，進而促進 NSCLC 細胞的增殖。因此，靶向 Apelin/APJ 系統可能成為治療 NSCLC 的有效藥物。未來的研究還需要闡明 NSCLC 更詳細的分子機制。
2.4 Apelin/APJ 系統在哮喘及慢阻肺疾病的作用
關于 Apelin/APJ 在哮喘及慢阻肺的研究甚少，目前研究發現哮喘兒童血清 Apelin-12 水平顯著升高，意味著 Apelin 可能是特應性哮喘發生的預測因子[57]。此外，慢阻肺患者血清 Apelin 水平明顯降低，這可能是慢阻肺加重的原因之一[24]。
3 Apelin/APJ 系統的藥物
到目前為止，已經開發了針對 Apelin/APJ 系統的藥物，包括激動劑和拮抗劑[58]。MM07 是 APJ 的偏向激動劑，其優先刺激 G 蛋白途徑。在動物實驗中，MM07 明顯抑制小鼠皮膚膿液和壓瘡形成[59]，改善野百合堿所致的大鼠 PAH 模型[60]。在人類志愿者中，MM07 可顯著增加前臂靜脈血流量，且呈劑量依賴性，最大擴張倍數是 Apelin-13 的 2 倍，重復服用 MM07 可使前臂血流量顯著增加。Apelin-13 和 MM07 均逆轉了人的手靜脈中已建立的去甲腎上腺素收縮反應。MM07 可以作為 APJ 受體激動劑優先刺激 G 蛋白途徑，從而在臨床上通過選擇性地刺激血管舒張和變力作用來提高療效[61]。作為最早的人工合成非肽性 APJ 激動劑，E339-3D6 可誘導去甲腎上腺素預處理大鼠主動脈的舒張，此外腦室內注射可強效抑制小鼠全身加壓素的釋放[62]。它比小鼠血漿中的 Apelin-17 更穩定[63]。除了這些 APJ 激動劑，ALX40-4C 被證明是第一個 APJ 拮抗劑。ALX40-4C 能與 APJ 結合，與天然配體 Apelin-13 和 Apelin-36 競爭，阻斷神經細胞 APJ 與 HIV-1gp120 細胞膜融合[64]。目前未檢索到 ALX40-4C 作為 APJ 拮抗劑在 HIV 中的進一步研究。Apelin-13 可減輕小鼠的炎性疼痛，而 Apelin-13（F13A）能阻斷 Apelin-13 抗損傷作用[65]。APJ 特異性拮抗劑 ML221 則可抑制胚胎滋養層細胞的增殖和侵襲[66]。因此，隨著對 APJ 激動劑和拮抗劑認識的深入，有望合成針對 APJ 的高效、不良反應小的藥物，最終將理論和臨床應用之間的差距拉近。
4 結語與展望
自 O'Dowd 等[1]Apelin/APJ 系統激活具有抑制炎癥因子釋放、減輕肺組織損傷的功能。Apelin/APJ 系統具有緩解 PAH 的作用，能促進 NSCLC 的增殖及轉移。哮喘患者 Apelin/APJ 表達明顯增加，慢阻肺患者 Apelin/APJ 表達明顯下降。總而言之，Apelin/APJ 廣泛參與肺部疾病。盡管近些年有如此多進展，但仍有許多問題亟待解決，如探索人類肺組織及細胞 Apelin/APJ 系統細胞定位及其主要功能，證明 Apelin/APJ 系統發揮抗肺損傷作用是否依賴于上游因子及其調控機制，明確 Apelin/APJ 系統參與 NSCLC 的增殖與轉移是否為雙向作用。另外， Apelin 較短的血漿半衰期限制了其臨床應用。長效 APJ 受體激動劑及阻斷劑的開發也亟待解決[67]。本課題組研究證實中草藥地膽頭具有減輕 LPS 致急性炎癥損傷作用，機制與 Apelin/APJ 相關。因此，地膽頭能否作為長效 APJ 受體激動劑而發揮作用，以及中草藥能否發揮 Apelin/APJ 靶點功能，都是本課題組深入研究的內容。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。
APJ 由 O’Dowd 等[1]發現，是七跨膜 G 蛋白偶聯受體（GPCR）家族的成員。Apelin 是 APJ 的內源性配體[2]，其 C 末端是 APJ 受體的特異性結合區[3]。Apelin 可分為 apelin-36、apelin-17、apelin-13 和 apelin-12 亞型[2, 4]，其中 apelin-13 和 apelin-36 是主要的亞型。Apelin 通過激活 APJ 而激活細胞內信號通路進一步激活下游因子。Apelin/APJ 系統廣泛表達于心、血管、肺、肝、腦、腎等多種組織中[5-9]。Apelin/APJ 系統參與調節心血管系統的生理過程，如保護心臟免受缺血再灌注損傷[10]，維持正性肌力作用[11]，降低血壓[12-13]。Apelin/APJ 系統與年齡相關的疾病方面密切相關[14-15]。Apelin 信號參與急性肝損傷調節[16]，通過減少細胞外基質沉積減輕腎纖維化[17]。此外，Apelin 還與糖耐量和胰島素敏感性密切相關[18]。近些年，隨著 Apelin/APJ 系統在呼吸系統疾病中的作用逐漸被認識到，它在呼吸系統疾病中的作用變得越來越重要。因此，本文就 Apelin/APJ 系統在呼吸系統疾病中的作用作一綜述，包括肺動脈高壓（PAH）、急性肺損傷（ALI）/急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）、非小細胞肺癌（NSCLC）、哮喘和慢性阻塞性肺疾病（簡稱慢阻肺）。
1 Apelin/APJ 在呼吸系統中的表達
大鼠肺組織中檢測到高濃度的 Apelin[19]，大鼠肺中的 Apelin 樣免疫反應在肺血管內皮細胞中表達[20-21]。大量證據表明 Apelin/APJ 系統可能是呼吸系統的重要調節因子。ARDS 患者肺組織和血漿中 Apelin 水平顯著升高[22]，而 PAH 患者肺組織和血漿 Apelin 水平降低[23]。慢阻肺患者血清 Apelin 水平降低[24]。
2 Apelin/APJ 系統在呼吸系統疾病中的作用
2.1 Apelin/APJ 系統緩解 PAH
PAH 以肺血管重塑、肺血管收縮和血管生成異常為特征。肺動脈內皮細胞（PAEC）和肺動脈平滑肌細胞（PASMC）的異常增殖是血管重構的主要原因[25]。在眾多的 PAH 危險因素中，缺氧是其中之一[26]。Apelin 和 APJ 的表達在缺氧 1 周后上調[27]，并在缺氧 3 周后恢復到基線水平[28]。此外，骨形態發生蛋白受體 2（BMPR2）也與 PAH 的發生發展密切相關[29-30]。70% 的遺傳性 PAH 患者和 15%～40% 的特發性 PAH 患者檢測到 BMPR2 基因突變[31]。研究表明，BMP-2 介導血管內皮細胞的存活依賴于過氧化物酶體增殖物激活受體-γ（PPAR-γ）/β 連環蛋白（β-catenin）復合物，同時，Apelin 被認為是 PPARγ/β-catenin 復合物的轉錄靶點，肺動脈內皮細胞中 Apelin 缺失導致 PASMC 增殖。Apelin 治療減輕由 PPARγ 缺失引起的 PAH[32]。因此，BMPR2/PPARγ/β-catenin/apelin 可能是治療 PAH 的重要藥理靶點。
PAH 的發生歸因于失調的 PAEC[33]。PAEC 的功能失調被認為在一定程度上與 NO 的減少相關[34]。PAH 患者內皮型一氧化氮合酶（eNOS）減少導致內皮細胞損害[28, 35]。Apelin/APJ 系統通過調節 Kruppel 樣因子 2（KLF2）和 eNOS 的表達參與維持內皮細胞內環境的穩定[28, 36]。KLF2 作為一種中介調節 eNOS 的表達[37]，并可受 AMP 激活激酶（AMPK）的調節[38]，AMPKα1 的激活也增強了 eNOS 的磷酸化[39]。Apelin-13 可促進 AMPK1/α 磷酸化[40]。總之，Apelin/APJ 信號激活 AMPK-KLF2-eNOS-NO 軸，恢復肺動脈內皮細胞功能，維持肺血管穩態（圖 1）。
圖1
Apelin/APJ 系統對 PAH 有一定的抑制作用
Apelin 通過促進 miR-424/503 的表達，抑制 FGF2 和 FGFR1 的表達，從而進一步抑制 PAH 的表達。Apelin 通過激活 AMPK-KLF2-eNOS 信號通路來誘導 NO 的產生，從而減輕 PAH。
Apelin/APJ 系統還有兩個重要靶點：miR-424 和 miR-503。它們屬于微小 RNA，與 PAH 的進展密切相關，且與調節成纖維細胞生長因子 2（FGF2）和成纖維細胞生長因子受體 1（FGFR1）的表達有關。miR-424 和 miR-503 的恢復表達可抑制 FGF 和 FGFR1 的表達，使過度增殖的肺動脈內皮細胞進入靜止狀態，從而減輕 PAH 的嚴重程度。因此，Apelin-miR-424/503-FGF 信號通路對于維持肺血管內穩態是不可或缺的[41]（圖 1）。綜上，Apelin/APJ 系統靶向的 KLF2、eNOS 和 miR-424/503 等多種因子參與 PAH 的發病過程。一旦這些信號通路的平衡被破壞，靜止的 PAEC 和 PASMC 就會轉化為增殖，最終導致 PAH 的惡化。Apelin 可以有效逆轉這一不利影響。鑒于 Apelin/APJ 系統在 PAH 中的有利作用，Apelin/APJ 系統為我們提供了一個新的視角，并可能是一種潛在的 PAH 治療策略。
2.2 Apelin/APJ 系統減輕油酸及脂多糖誘導的ALI/ARDS
ALI/ARDS 發生主要與肺毛細血管內皮細胞和肺泡內皮細胞損傷、血管通透性增加有關。Apelin/APJ 系統在維持內皮穩態和免疫調節以及保護脂質免受氧化方面起著重要作用[42-45]。最近，利用高通量技術，Apelin 已被確定為 ALI 的動態網絡生物標志物之一[46]。Apelin/APJ 系統被認為是一種內源性抗損傷機制，對 ARDS 具有保護作用。在油酸（OA）誘導的 ARDS 中，Apelin 和 APJ 的表達增加，Apelin/APJ 信號通路的中斷加劇了 OA 誘導的 ARDS，而 Apelin-13 治療則減輕了 OA 誘導的肺損傷。上述研究表明，Apelin/APJ 系統在 ARDS 期間被激活，以保護肺免受損害和損傷反應[22]。研究者進一步具體闡述了 Apelin 減輕脂多糖（LPS）誘導的 ALI 的作用機制。給予 Apelin-13 可減輕 LPS 誘導的氧化應激、線粒體凋亡和炎癥反應。LPS 觸發線粒體活性氧（ROS）的產生，同時抑制 B 細胞淋巴瘤 2（Bcl-2）的表達。這些作用可以被 Apelin-13 逆轉，而且 Apelin-13 還可抑制核因子 κB（NF-κB）的核轉位、NF-κB 的活化以及 LPS 引發的巨噬細胞活化。此外，炎癥小體 3（NLRP3）基因和天冬氨酸蛋白水解酶-1（caspase-1）也被 LPS 激活。隨后，活化的含半胱 caspase-1 參與了白細胞介素-18（IL-18）和白細胞介素-1β（IL-1β）的裂解，激活和成熟，促進它們從細胞中分泌。然而，Apelin-13 治療顯著降低激活的 NLRP3 誘導的炎癥反應。總之，Apelin-13 通過減少線粒體 ROS 觸發的氧化損傷、線粒體介導的細胞凋亡以及由 NF-κB 和 NLRP3 炎癥體的激活而誘導的炎癥反應來預防 LPS 誘導的 ALI[8]（圖 2）。因此，Apelin 對 LPS 誘導的 ALI/ARDS 有保護作用。靶向 Apelin 的藥物可能是治療 ALI/ARDS 的一種有吸引力的治療策略。
圖2
Apelin/APJ 系統抑制 NLPR3、ROS、NF-kB 及 BCL-2 的表達，進而緩解 LPS 誘導的 ALI/ARDS
Apelin/APJ 系統減輕 ALI/ARDS LPS 誘導 NLRP3 mRNA 和 caspase-1 活化，引起 IL-18 和 IL-1β 的分泌。這種作用可以被 Apelin 逆轉。LPS 促進 BCL-2 的表達，這一過程可被 Apelin 逆轉。Apelin 抑制 LPS 誘導的線粒體 ROS 生成。Apelin 還能抑制 LPS 引起的 NF-κB 核轉位。Apelin 的上述抑制作用可減輕 LPS 誘導的 ALI。
2.3 Apelin/APJ 系統促進 NSCLS 增殖和遷移
NSCLC 預后較差，迫切需要一個新的靶點來治療 NSCLC。血管生成是腫瘤增殖和轉移的基礎[47]。與血管內皮生長因子（VEGF）的功能相似，Apelin 是一種新興的血管生成因子，在促進腫瘤生長和轉移方面起著至關重要的作用[48-50]。一般認為腫瘤微環境處于高度缺氧狀態，在缺氧過程中 Apelin 和 APJ 的表達均升高[51-52]（圖 3）。缺氧也激活了 VEGF-VEGFR2 信號通路。Apelin 可以刺激腫瘤生長，那么 Apelin 也許在 NSCLC 的生長和轉移中起了相關作用。Apelin 在 6 個被研究的 NSCLC 細胞系中都在 mRNA 和蛋白質水平上高度表達，將過表達 Apelin 的腫瘤細胞植入小鼠體內，顯著促進了微血管密度和周長以及腫瘤的生長。根據臨床手術病理切片，免疫組化觀察 Apelin 表達，隨訪 5 年發現 Apelin 低表達組總存活率高于 Apelin 高表達組[53]。在 4 期 NSCLC 患者中觀察到 Apelin 陽性與較短的生存期之間有顯著的相關性[54]。此外，表皮生長因子受體酪氨酸激酶抑制劑（EGFR-TKIs）耐藥組與敏感組相比，Apelin 表達明顯增加。這提示 Apelin 的高表達通過影響血管生成與 EGFR-TKIs 耐藥有關[55]。這些結果表明，Apelin 作為病理性血管生成的標志物，可能成為 NSCLC 患者潛在的預后蛋白。
圖3
Apelin/APJ 系統促進 NSCLC 細胞增殖和遷移
缺氧時 Apelin 和 APJ 的表達增加。Apelin 通過激活 ERK1/2-cyclinD1 信號刺激 NSCLC 細胞增殖。Apelin 通過觸發 PAK1-Coflin 途徑加速 NSCLC 細胞的遷移。
對NSCLC 細胞系（A549 細胞）增殖的確切分子機制的研究表明，此外，p21 蛋白活化激酶（PAK1）/lim 激酶-1（LIMK1）/絲切因子（coflin）信號參與促進 NSCLC 細胞的遷移和侵襲[56]。Apelin-13 通過促進細胞外調節蛋白激酶（ERK1/2）磷酸化增加細胞周期蛋白 D1（Cyclin D1）的表達，進而促進 NSCLC 細胞的增殖。因此，靶向 Apelin/APJ 系統可能成為治療 NSCLC 的有效藥物。未來的研究還需要闡明 NSCLC 更詳細的分子機制。
2.4 Apelin/APJ 系統在哮喘及慢阻肺疾病的作用
關于 Apelin/APJ 在哮喘及慢阻肺的研究甚少，目前研究發現哮喘兒童血清 Apelin-12 水平顯著升高，意味著 Apelin 可能是特應性哮喘發生的預測因子[57]。此外，慢阻肺患者血清 Apelin 水平明顯降低，這可能是慢阻肺加重的原因之一[24]。
3 Apelin/APJ 系統的藥物
到目前為止，已經開發了針對 Apelin/APJ 系統的藥物，包括激動劑和拮抗劑[58]。MM07 是 APJ 的偏向激動劑，其優先刺激 G 蛋白途徑。在動物實驗中，MM07 明顯抑制小鼠皮膚膿液和壓瘡形成[59]，改善野百合堿所致的大鼠 PAH 模型[60]。在人類志愿者中，MM07 可顯著增加前臂靜脈血流量，且呈劑量依賴性，最大擴張倍數是 Apelin-13 的 2 倍，重復服用 MM07 可使前臂血流量顯著增加。Apelin-13 和 MM07 均逆轉了人的手靜脈中已建立的去甲腎上腺素收縮反應。MM07 可以作為 APJ 受體激動劑優先刺激 G 蛋白途徑，從而在臨床上通過選擇性地刺激血管舒張和變力作用來提高療效[61]。作為最早的人工合成非肽性 APJ 激動劑，E339-3D6 可誘導去甲腎上腺素預處理大鼠主動脈的舒張，此外腦室內注射可強效抑制小鼠全身加壓素的釋放[62]。它比小鼠血漿中的 Apelin-17 更穩定[63]。除了這些 APJ 激動劑，ALX40-4C 被證明是第一個 APJ 拮抗劑。ALX40-4C 能與 APJ 結合，與天然配體 Apelin-13 和 Apelin-36 競爭，阻斷神經細胞 APJ 與 HIV-1gp120 細胞膜融合[64]。目前未檢索到 ALX40-4C 作為 APJ 拮抗劑在 HIV 中的進一步研究。Apelin-13 可減輕小鼠的炎性疼痛，而 Apelin-13（F13A）能阻斷 Apelin-13 抗損傷作用[65]。APJ 特異性拮抗劑 ML221 則可抑制胚胎滋養層細胞的增殖和侵襲[66]。因此，隨著對 APJ 激動劑和拮抗劑認識的深入，有望合成針對 APJ 的高效、不良反應小的藥物，最終將理論和臨床應用之間的差距拉近。
4 結語與展望
自 O'Dowd 等[1]Apelin/APJ 系統激活具有抑制炎癥因子釋放、減輕肺組織損傷的功能。Apelin/APJ 系統具有緩解 PAH 的作用，能促進 NSCLC 的增殖及轉移。哮喘患者 Apelin/APJ 表達明顯增加，慢阻肺患者 Apelin/APJ 表達明顯下降。總而言之，Apelin/APJ 廣泛參與肺部疾病。盡管近些年有如此多進展，但仍有許多問題亟待解決，如探索人類肺組織及細胞 Apelin/APJ 系統細胞定位及其主要功能，證明 Apelin/APJ 系統發揮抗肺損傷作用是否依賴于上游因子及其調控機制，明確 Apelin/APJ 系統參與 NSCLC 的增殖與轉移是否為雙向作用。另外， Apelin 較短的血漿半衰期限制了其臨床應用。長效 APJ 受體激動劑及阻斷劑的開發也亟待解決[67]。本課題組研究證實中草藥地膽頭具有減輕 LPS 致急性炎癥損傷作用，機制與 Apelin/APJ 相關。因此，地膽頭能否作為長效 APJ 受體激動劑而發揮作用，以及中草藥能否發揮 Apelin/APJ 靶點功能，都是本課題組深入研究的內容。
利益沖突：本文不涉及任何利益沖突。
