鄒和德，陳文康，趙家有

（中國中醫(yī)科學(xué)院研究生院, 北京 100700）

性激素平衡維護(hù)著男性健康，尤以雄激素最為關(guān)鍵[1]。血管內(nèi)皮細(xì)胞（vascular endothelial cell,VEC）是血管內(nèi)膜表面的單層扁平鱗狀上皮細(xì)胞，不僅是血液與組織間的生物屏障，也是重要的“內(nèi)分泌器官”，可合成和釋放多種血管活性物質(zhì)，調(diào)節(jié)血管舒縮[2]。VECs損傷是多種慢性疾病的共同病理、生理變化，如心血管疾病、糖尿病、慢性腎病、勃起功能障礙等[2-4]。雄激素受體廣泛分布于血管內(nèi)皮等組織，因而雄激素可調(diào)控VECs穩(wěn)態(tài)和病理過程[5-6]。雄激素降低會損害血管內(nèi)皮結(jié)構(gòu)與功能，出現(xiàn)內(nèi)皮卷曲、粗糙、黏連和斷裂，抑制一氧化氮NO合成，引起血管舒張功能下降，導(dǎo)致動脈硬化等心血管疾病、勃起功能障礙等疾病的發(fā)生、發(fā)展[7-9]。補(bǔ)充雄激素能夠修復(fù)內(nèi)皮損傷[7]，但如果超生理量補(bǔ)充，其內(nèi)皮保護(hù)作用則消失。更有研究表明，補(bǔ)充睪酮反而會降低循環(huán)NO代謝物水平[10-11]。因此，探索雄激素影響VECs的效應(yīng)和內(nèi)在機(jī)制，對于防治相關(guān)疾病具有重要意義，本文主要就此問題研究現(xiàn)狀綜述如下。

1 調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)

炎癥是導(dǎo)致VECs受損的重要細(xì)胞和分子機(jī)制之一[12]。雄激素水平降低可引發(fā)炎癥反應(yīng)，補(bǔ)充雄激素能逆轉(zhuǎn)炎癥反應(yīng)，減少VECs損傷。FREEMAN等[13]研究表明，與年輕健康大鼠相比，老齡和去勢雄性大鼠血清白細(xì)胞介素（Interleukin, IL）家族細(xì)胞因子（IL-2、IL-6、IL-10、IL-12和IL-13）、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子、干擾素-γ水平升高，補(bǔ)充雄激素后炎癥因子水平下降。一項(xiàng)臨床研究亦表明，睪酮治療具有抗炎作用，可降低性功能減退男性血清腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor α, TNF-α）和IL-1β水平，提高抗炎因子IL-10水平[14]。體外細(xì)胞培養(yǎng)研究表明，雄激素能減少TNF-α或脂多糖誘導(dǎo)的血管細(xì)胞黏附分子1（vascular cell adhesion molecule-1, VCAM-1）、細(xì)胞間黏附分子1（intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1）、細(xì)胞因子與趨化因子[IL-6、單核細(xì)胞趨化蛋白1（monocyte chemoattractant protein 1, MCP-1）、TNF、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子等]，以及細(xì)胞分化抗原CD40、Toll樣受體4（toll-like receptor 4, TLR-4）、纖溶酶原激活物抑制劑1、環(huán)氧合酶2的表達(dá)與釋放，抑制由核因子κB（nuclear factor κB, NF-κB）通路介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，當(dāng)同時加入雄激素受體拮抗劑比卡魯胺培養(yǎng)時，其抗炎作用受到抑制[15]。這表明雄激素能抑制內(nèi)皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)，且由雄激素受體介導(dǎo)。但黃明學(xué)等[16]研究顯示，生理濃度睪酮能夠降低內(nèi)皮細(xì)胞MCP-1蛋白和基因的表達(dá)，加入芳香化酶抑制劑后此作用減弱，而芳香化酶能將睪酮轉(zhuǎn)化為雌二醇，表明睪酮在VECs內(nèi)也可轉(zhuǎn)化為雌激素發(fā)揮作用。但有也研究表明，補(bǔ)充雄激素也可能損傷VECs功能，上述研究結(jié)果的矛盾可能與內(nèi)皮細(xì)胞來源、供體性別、給藥途徑、性別相關(guān)的多信號通路有關(guān)[11，17]。

2 調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激

氧化應(yīng)激參與損傷VECs[12，18]。一般情況下，細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激與自噬保持相對平衡，基礎(chǔ)自噬降解細(xì)胞內(nèi)受損物質(zhì)，保護(hù)細(xì)胞完整，當(dāng)活性氧（reactive oxygen species, ROS）過多過度激活自噬時，將引起細(xì)胞自噬死亡[19]。線粒體自噬是細(xì)胞自噬形式之一，由同源性磷酸酶-張力蛋白誘導(dǎo)激酶1/胞質(zhì)E3泛素連接酶Parkin等通路調(diào)控，可吞噬受損的線粒體，限制ROS產(chǎn)生，減少細(xì)胞損傷，但當(dāng)ROS過量產(chǎn)生超過細(xì)胞自身抗氧化防御系統(tǒng)時，將損害線粒體功能，導(dǎo)致細(xì)胞損傷或死亡[20]。超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）是體內(nèi)重要的抗氧化劑，能清除體內(nèi)過量的ROS，丙二醛（maleic dialdehyde,MDA）是多不飽和脂肪酸過氧化物代謝產(chǎn)物之一，可引起蛋白質(zhì)及核酸變性，具有細(xì)胞毒性。研究表明，雄激素缺乏小鼠主動脈組織的SOD水平降低，MDA水平升高，導(dǎo)致細(xì)胞線粒體DNA損傷，提示雄激素水平下降引發(fā)的氧化應(yīng)激可導(dǎo)致線粒體功能障礙[20-21]。煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, NADPH）氧化酶是ROS形成的主要來源，雄激素水平降低會刺激該酶p47phox、p67phox和gp-91phox亞基表達(dá)，激活氧化應(yīng)激，損害細(xì)胞間鏈接和促進(jìn)陰莖海綿體內(nèi)皮細(xì)胞（VECs在陰莖組織的延續(xù)）凋亡，而補(bǔ)充睪酮可通過鞘氨醇-1-磷酸受體1/蛋白激酶B（protein kinase B, Akt）/FOXO3a信號通路，抑制ROS產(chǎn)生，保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞功能[22]。過氧化氫H2O2可損傷VECs結(jié)構(gòu)，促進(jìn)細(xì)胞衰老和抑制細(xì)胞增殖能力，睪酮能夠改善H2O2損傷作用，但雌激素受體拮抗劑可減弱其保護(hù)作用，表明睪酮可通過轉(zhuǎn)變?yōu)榇萍に?，作用于雌激素受體發(fā)揮抗氧化效應(yīng)[23]。雄激素也可通過雄激素受體調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合成酶（endothelial nitric oxide synthase, eNOS）、SOD、過氧化物酶的氧化還原活性，但有研究者認(rèn)為此調(diào)節(jié)作用受內(nèi)皮細(xì)胞自身氧化還原狀態(tài)影響，呈現(xiàn)雙向性[24]。有研究報道，超生理濃度雄激素會刺激小鼠體內(nèi)和體外培養(yǎng)VECs中NLRP3炎癥小體產(chǎn)生，促進(jìn)半胱氨酸蛋白酶-1、IL-1β和線粒體ROS的產(chǎn)生，損害血管舒縮功能[25]。核苷酸結(jié)合寡聚結(jié)構(gòu)域樣受體（nucleotidebinding oligomerization domain-like receptors, NLRs）家族成員參與對病原體和炎癥疾病的免疫反應(yīng)，NLRP3炎癥小體作為其典型成員，可能為超生理量雄激素VECs損害作用的有效靶點(diǎn)。以上研究或許可解釋雄激素對心血管疾病的爭議作用，也提示臨床使用應(yīng)注意劑量規(guī)范。

3 影響細(xì)胞增殖、凋亡與遷移

雄激素可調(diào)節(jié)VECs和內(nèi)皮祖細(xì)胞（endothelial progenitor cell, EPC）增殖與凋亡。血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor, VEGF）是一種促血管生成因子，可誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞分裂與移行，抑制細(xì)胞凋亡。CAI等[26]研究表明，二氫睪酮（Dihydrotestosterone, DHT）能刺激內(nèi)皮細(xì)胞VEGF和細(xì)胞周期蛋白基因表達(dá)，促進(jìn)VECs增殖。睪酮和DHT能結(jié)合一種膜雄激素受體鋅鐵調(diào)控轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白激活磷脂酰肌醇3-激酶（phosphatidyl inositol 3-kinase, PI3K）/Akt/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinase, ERK）通路，促進(jìn)細(xì)胞周期蛋白Cyclin D1表達(dá)和細(xì)胞增殖[27]。此外，雄激素前體脫氫表雄酮可結(jié)合G蛋白耦聯(lián)雄激素膜受體，磷酸化Erk1/2，活化的Erk1/2快速核移位，進(jìn)而磷酸化轉(zhuǎn)錄因子核p90核糖體S6激酶，促進(jìn)細(xì)胞增殖[28]。魏俊秀等[29]研究表明，脫氫表雄酮亦可通過Erk1/2和C-Jun氨基酸末端激酶通路，抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，發(fā)揮促內(nèi)皮細(xì)胞增殖和抗內(nèi)皮細(xì)胞凋亡作用。EPCs促進(jìn)受損VECs再生是內(nèi)皮修復(fù)機(jī)制之一[30]，而雄激素可促進(jìn)EPCs增殖。FORESTA等[31]研究表明，與健康者相比，低促性腺激素性性腺功能減退患者循環(huán)祖細(xì)胞（progenitor cell, PC）與EPCs數(shù)量明顯降低，睪酮替代治療可明顯提高患者血清睪酮水平與循環(huán)PCs和EPCs數(shù)量，一項(xiàng)臨床研究也得到了類似結(jié)果[32]。EPCs廣泛表達(dá)雄激素受體，睪酮通過雄激素受體發(fā)揮作用，促進(jìn)PCs和EPCs增殖、遷移和集群，修復(fù)受損的內(nèi)皮[33]。LIU等[34]研究結(jié)果與之相符，DHT增加了EPCs的增殖活性和黏附能力，其可能機(jī)制是DHT激活PI3K/Akt信號通路。LAM等[35]研究同樣表明，DHT通過VEGF及其受體和PI3K/Akt信號通路，促進(jìn)EPCs增殖和血管新生。雄激素能促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移，修復(fù)受損部位內(nèi)皮。睪酮能通過雄激素受體和Rho相關(guān)激酶2途徑，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞膜突蛋白表達(dá)，進(jìn)一步推動肌動蛋白纖維與細(xì)胞質(zhì)膜產(chǎn)生聯(lián)系，形成特殊膜結(jié)構(gòu)，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞移位，修復(fù)受損處血管內(nèi)皮[36]。但有體外實(shí)驗(yàn)證明，超生理水平的睪酮可抑制內(nèi)皮細(xì)胞的增殖與遷移[37]。ERK是多種促增殖信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與通路，Rho/ROCK是血管生成重要信號通路，PI3K/Akt信號通路對調(diào)控細(xì)胞存活、營養(yǎng)代謝、生長、增殖、凋亡等具有重要作用，這三者可能是以上雄激素發(fā)揮促增殖、遷移及黏附作用的重要途徑[29，36，38]。

4 調(diào)節(jié)血脂代謝

雄激素可調(diào)節(jié)血脂代謝，影響VECs功能。低血清雄激素水平是男性性腺功能減退基本特征，此類患者常伴有血脂異常，給予性功能減退男性睪酮替代治療，可改善血脂代謝，降低總膽固醇（total cholesterol, TC）、低密度脂蛋白膽固醇（low-density lipoprotein cholesterol, LDL-C）和高密度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein cholesterol, HDL-C）[39-40]。另一項(xiàng)研究顯示睪酮替代治療可升高HDL-C，其變化與上述幾項(xiàng)研究不符，可能是由于該研究中患者同時合并2型糖尿病，體內(nèi)碳水化合物代謝更為復(fù)雜[41]。HDL-C具有抗炎、抗氧化和內(nèi)皮細(xì)胞保護(hù)作用[42]，睪酮替代治療如何影響其血清水平值得進(jìn)一步探究。歸崎峰等[43]開展的動物研究表明，雄激素水平降低導(dǎo)致雄兔血清LDL-C、TC、TG升高，HDL-C下降，補(bǔ)充睪酮糾正了血脂紊亂，同時修復(fù)了受損的動脈內(nèi)皮細(xì)胞，促使VECs排列規(guī)則，趨于平滑，并表現(xiàn)出劑量依賴效應(yīng)。這證明雄激素可調(diào)節(jié)血脂代謝保護(hù)VECs。血脂代謝異常可能通過氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)等途徑抑制VECs產(chǎn)生NO，降低其增殖、遷移和對血管舒張劑的反應(yīng)性，促進(jìn)其衰老、凋亡和對血管收縮劑的反應(yīng)性，最終造成VECs功能紊亂[44]。VECs表面表達(dá)凝集素樣氧化低密度脂蛋白受體-1，可促進(jìn)細(xì)胞攝取氧化低密度脂蛋白和電負(fù)性低密度脂蛋白，進(jìn)而損傷內(nèi)皮功能[45]。氧化低密度脂蛋白可促進(jìn)VECs表達(dá)ICAM-1和VCAM-1，促使免疫細(xì)胞黏附損傷血管壁，亦可通過Rho/ROCK通路抑制內(nèi)皮eNOS/NO途徑，高密度脂蛋白則具有相反的有益作用[42，44]。因此，雄激素與血脂代謝及其在VECs調(diào)控中的作用需持續(xù)研究，以更好地指導(dǎo)臨床診療。此外，RUAMYOD等[46]研究表明，雄激素可作用于VECs細(xì)胞膜雄激素受體，增強(qiáng)細(xì)胞小電導(dǎo)和大電導(dǎo)Ca2+激活的K+電流，升高胞內(nèi)Ca2+濃度，并認(rèn)為Ca2+濃度升高增強(qiáng)了eNOS活性，促進(jìn)NO合成與釋放，最終介導(dǎo)血管舒張，表明雄激素可影響VECs內(nèi)外離子交換。

5 總結(jié)與展望

綜上所述，雄激素通過結(jié)合雄激素受體發(fā)揮大部分生理作用，也可轉(zhuǎn)化為雌激素，與雌激素受體結(jié)合影響VECs功能，其主要途徑為調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、細(xì)胞增殖、凋亡及遷移，以及血脂代謝，具有復(fù)雜的調(diào)節(jié)通路，如PI3K/Akt、ERK、Rho/ROCK、NF-κB、eNOS/NO通路等。生理濃度雄激素可發(fā)揮VECs保護(hù)作用，異常水平雄激素將對VECs產(chǎn)生損害作用。男性體內(nèi)雄激素絕大部分由生殖腺（睪丸）合成與分泌，是決定男性特征的最重要物質(zhì)，VECs遍布人體血液循環(huán)系統(tǒng)，上述研究結(jié)果表明，雄激素可影響VECs功能，而VECs損傷是心血管、糖尿病并發(fā)癥、慢性腎病等多種慢性疾病起始因素，提示生殖功能或許是影響整體健康的關(guān)鍵。同時，VECs損傷是勃起功能障礙危險因素[47]，VECs參與組成血睪屏障，其損傷會影響生精小管與睪丸間質(zhì)物質(zhì)交換，導(dǎo)致生精障礙，提示雄激素與VECs關(guān)系對男性生殖健康亦十分重要。本文以男性雄激素切入，梳理雄激素影響VECs的作用機(jī)制，持續(xù)深入研究將有助于豐富相關(guān)疾病治療方法與干預(yù)措施。