細胞損傷釋放出大量三磷酸腺苷（adenosine triphophate，ATP），激活炎癥細胞產生多種炎癥因子，從而引發瀑布式炎癥反應及血栓形成，加重損傷程度。腺苷（adenosine，Ado）代謝通路由 Ado 合成酶 CD39-CD73、核苷轉運體（nucleoside transporters，NTs）及代謝關鍵酶—腺苷脫氨酶（adenosine deaminase，ADA）、腺苷激酶（adenosine kinase，ADK）組成，能將促炎因子 ATP 轉化為抗炎介質 Ado，如同炎癥反應的“開關”，調節促炎與抗炎平衡，影響損傷的轉歸。本文就近年來腺苷代謝通路在細胞損傷中的進展進行綜述。
引用本文： 蘇曉陽, 李少彬, 閆玉生. 細胞損傷中腺苷代謝通路與促炎因子調控的研究進展. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2018, 25(12): 1091-1095. doi: 10.7507/1007-4848.201803002 復制
細胞病理性受損及壞死，造成胞內三磷酸腺苷（ATP）大量釋放，通過 P2 受體激活免疫細胞，繼而產生活性氧（reactive oxygen species，ROS）及腫瘤壞死因子（TNF）-α、白介素（IL）-1β、IL-18 等多種炎癥因子，迅速招募與活化體內炎癥細胞，引發瀑布式炎癥反應，進一步導致細胞壞死、纖維化形成及損傷后器官功能障礙[1]。腺苷代謝通路能將促炎因子 ATP 轉化為抗炎介質腺苷（adenosine，Ado），從多種炎癥因子釋放的上游調控機體促炎與抗炎的穩態，發揮免疫調節、損傷修復、缺血耐受等作用。缺血-再灌注損傷（ischemia-reperfusion injury，IRI）為臨床上常見的心血管疾病病理生理現象，同時也是體外循環（cardiopulmonary bypass，CPB）心內直視手術中不可避免的事件[2-3]。本文將以 IRI 為背景，就近年來腺苷代謝通路在細胞損傷中的進展進行綜述。
1 腺苷代謝通路
腺苷代謝通路是維持嘌呤能信號平衡的橋梁。嘌呤能信號主要由 ATP 與 P2 受體，Ado 與 P1 受體組成[4]。IRI 導致大量 ATP 釋放出胞外并通過 P2 受體（圖 1），激活炎癥反應及活化血小板形成血栓，清除壞死細胞產物，有利于后續損傷修復。為避免瀑布式炎癥反應的擴大，ATP 迅速被細胞膜表面的二三磷酸核苷水解酶-1（ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase-1，CD39）逐步水解為腺苷二磷酸 （adenosine diphosphate，ADP）與腺苷一磷酸（adenosine monophosphate，AMP）；ADP/AMP 與 ATP 具有類似的促炎效應，AMP 進一步通過膜糖蛋白 5′-核苷酸酶（5' nucleotidase，CD73）催化成 Ado，繼而通過 P1 受體—四種腺苷受體（adenosine receptors，ARs）亞型：A1R、A2AR、A2BR 及 A3R，發揮調節損傷修復、抗血小板聚集、缺血耐受及免疫調節等作用[5]。生成的 Ado 能被腺苷脫氨酶（adenosine deaminase，ADA）轉化為肌苷（inosine，Ino），還通過核苷轉運體（nucleoside transporters，NTs）攝取入胞內。胞內的 Ado 除了 ADA 代謝途徑外，大部分被腺苷激酶（adenosine kinase，ADK）磷酸化轉變為 AMP 進而合成 ATP，小部分可逆性合成 S-腺苷高半胱氨酸（S-adenosylhomocysteine，SAH）參與甲硫氨酸循環（圖 2）。此外胞外 cAMP 可間接經 CD73 產生 Ado，該途徑非主要代謝方式，本文不展開詳述。因此，Ado 代謝通路在損傷中發揮著復雜的決定性作用：CD39-CD73 協同調控機體內 ATP 與 Ado 的平衡，介導 P2 受體與 P1 受體的作用維持促炎與抗炎的內環境穩態，NTs 攝取 Ado 進入胞內，進而通過 ADA 和 ADK 代謝，終止 Ado 信號。
圖1
腺苷代謝通路
圖2
甲硫氨酸循環過程
SAM：S-腺苷甲硫氨酸；SAH：S-腺苷高半胱氨酸；Hcy：同型半胱氨酸；Met：甲硫氨酸
2 CD39-CD73 與胞外腺苷的生成
2.1 缺氧應激與 CD39-CD73 的調控
缺氧應激能增加 CD39 與 CD73 的轉錄使組織適應缺氧；且兩者在體內不同細胞種類中的表達有所差異。缺氧應激通過轉錄因子 SP1（specificity protein 1 transcription factor）及低氧誘導因子 1α（hypoxia-inducible transcription factor-1α，HIF-1α）與細胞核內低氧反應原件結合的方式，促進 CD39 及 CD73 表達[6]。非應激情況下 CD73 主要表達于血管內皮細胞、外周血及心臟留駐的 T 淋巴細胞、粒細胞；CD39 則主要表達于內皮細胞及髓系細胞（如粒細胞、單核細胞、抗原提呈細胞等）；IRI 后缺血灶 CD73 表型的粒細胞明顯增加，而內皮 CD39 的表達明顯下降[7]。在大鼠 Langendorff 灌注模型[8]中也觀察到：全心缺血再復灌過程中，冠狀動脈流出液中含有大量 CD39 及 CD73，內皮細胞 CD39 缺失明顯，對 ATP/ADP 清除不足，損傷加重并且該表現在老年大鼠中更為嚴重。提示著 IRI 致內皮功能破壞引起炎癥細胞大量滲透，促進炎癥反應的同時，病灶區通過上調炎癥細胞的 CD73 使得區域 Ado 濃度增加，形成局部抗炎環境使炎癥局限化。
2.2 CD39 的抗炎與抑制血栓形成
進一步研究證明 CD39 在心臟[9-11]、腦卒中[12]及肝、腎移植[13-16]后再灌注損傷中起保護作用，其機制可能涉及：CD39 通過清除損傷或炎癥細胞釋放的 ATP，減少心臟肥大細胞 ATP 依賴的腎素釋放，抑制 RAS（renin-angiotensin system）激活導致的纖維化[10]；阻斷 ATP 作用的損傷相關分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMP）途徑激活的內源性免疫反應，減輕炎癥反應[15]；通過 A2B 受體的作用，使 Akt、ERK1/2、GSK-3β 磷酸化激活相應的下游信號通路，抑制線粒體通透性轉換孔開放[11]。可見 CD39 能直接終止 ATP 的促炎作用，并間接增強 Ado 及 P1 受體的抗炎效應。
促進 ATP/ADP 轉化為 AMP 而具有抗炎、抑制血栓形成的 CD39 有望成為治療 IRI 新靶點。以血小板膜糖蛋白（GP）Ⅱb /Ⅲa 單鏈抗體 scFv（single-chain variable fragment antibodies）為介質[17]，與 CD39 重組而成的融合蛋白—Targ-CD39，能靶向地作用于病灶的活化狀態血小板，從而使抗炎、抗血栓作用更有效集中，減少出血并發癥。以 P-選擇素及其配體 PSGL-1（P-selectin glycoprotein ligand-1）為基礎的重組型 CD39[18]，則通過干預白細胞與血管內皮、血小板三者間表面受體的粘附作用，影響血栓與炎癥形成，減輕小鼠腎臟 IRI，保護腎功能。
2.3 CD73 與損傷修復
CD73 作為清除 AMP 合成 Ado 的最后限速酶，其地位卻稍有爭議。Wolff 等[19]在對小鼠進行缺血預處理（ischemia preconditioning，IPC）及 Ado 預處理的研究發現：CD73 基因失活對心肌梗死面積的影響不大，并且認為其對早期的 IPC 的觸發并非必要的。此外，在野生型（WT）和 CD73 敲除（-/-）小鼠誘導后肢缺血的實驗[20] 中發現，CD73-/-型能促進動脈生成，其機制可能與增強早期單核細胞與內皮細胞的粘附相關。Borg 等[21]則認為表達 CD73 的 T 細胞能通過 A2B/A2A 受體抑制促炎因子及促纖維化因子的釋放，改善梗死后的心臟重構。Shin 等[22]最近利用聚乙二醇水凝膠攜帶骨髓間充質干細胞（MSCs）進行移植治療心肌梗死模型，具有 CD73 活性的 MSCs 能明顯提高早期梗死區域 Ado 水平，減輕炎癥細胞浸潤，抑制 ROS 產生并促進后期的心功能恢復，而用 CD73 抑制劑 APCP 預處理的 MSCs 卻不能發揮保護作用。
同時在臨床研究方面，Persson 等[23]在 85 例接受 CPB 的嬰兒前瞻性隊列研究中發現，CPB 復溫時血清 CD73 的濃度中位數較術前顯著增高（95.2 ng/ml vs. 179.8 ng/ml，P<0.000 1）；其中低于復溫時中位濃度的研究對象，低水平 CD73 與術后 24 h 血管活性藥物使用增加及 ICU 住院時間延長相關，提示著 CD73 能增加內源性 Ado 改善預后。上述不同研究結果可推斷，正常狀態下胞外 ATP/AMP 等促炎介質較少，CD73 轉化為 Ado 的原料有限，不足以抵抗急性期 IRI；但損傷后上述促炎物質大量產生，較高活性的 CD73 有利于逆轉炎癥局面，避免炎癥細胞的過度浸潤，為后期損傷修復創造條件，并改善預后。
3 核苷轉運體與腺苷的跨膜運輸
盡管 Ado 具有多種心血管活性作用，但在體內半衰期極短（<30 s），經過 NTs 轉運而被快速攝取入胞內，從而限制了其在抗缺血性疾病中的治療應用。在哺乳動物體內 NTs 主要分為兩大類，一類是受濃度梯度影響的非 Na+ 依賴的易化擴散系統—平衡型核苷轉運體（equilibrative nucleoside transporters，ENTs），另一類是能夠逆濃度梯度依賴 Na+ 進行繼發性運輸的集中型核苷轉運體（concentrative nucleoside transporters，CNTs）。其中，ENTs 可細分為 4 種亞型，CNTs 又可細分為 3 種亞型；盡管亞型分類較多，但 Ado 的轉運具有相對選擇性：在血管平滑肌細胞中，胞外 95% 的 Ado 由 ENT-1 運輸，余下 5% 則由 ENT-2 介導；在內皮細胞中，ENT-1 與 ENT-2 的運輸比例稍有改變（分別為 60% 及 10%），CNT-2 也起一定作用（30%）[24]。
抑制 NTs 的轉運能提高內源性 Ado 的信號作用。目前發現抗血小板藥物替格瑞洛具有抑制 ENT-1 作用，聯合瑞舒伐他汀[25]能增強 CD73 的活性，繼而增加 Ado 與 ARs 的效應，使 Akt、ERK1/2 及 eNOS 磷酸化激活，從而抑制 NLRP3、IL-1 及 IL-6 等促炎介質，上調抗炎因子 COX2 減輕損傷。Zimmerman 等[26]研究表明，肝移植患者在進行熱復灌過程能明顯抑制 ENT-1 與 ENT-2 的轉錄水平；進一步的動物實驗表明，使用 ENTs 抑制劑雙嘧達莫能明顯提高肝臟 Ado 濃度并保護 IRI 后的肝功能，并且 ENTs-/-小鼠的肝臟保護作用能被 A2BR 抑制劑阻斷。對比正常小鼠，ENT-1 基因敲除[27]小鼠缺血后的心肌梗死面積明顯減少，并且不引起其他亞型 ENTs 的基因或蛋白的代償性表達。
盡管通過阻斷 ENTs 而增強 Ado 的保護效應較為確切，但同時也導致了多種核苷酸的轉運障礙[27]，進而影響了核苷酸的合成途徑，干擾正常細胞的生理過程以及降低了某些抗腫瘤、抗病毒藥物的治療效果。因此，尋找對正常核苷酸代謝影響較小的 NTs 或許成為新的方向，如 ENT-4 在低 pH 條件下（缺血/缺氧），能對 Ado 高親和力轉運而對其他核苷酸代謝影響較小[24]。
4 腺苷脫氨酶的雙面性
ADA 在細胞膜與血漿中均有分布，從而對細胞內外的 Ado 進行代謝。ADA 主導脫氨基反應，能將體內的 Ado 及其脫氧衍生物—脫氧腺苷（deoxyadenosine，dAdo）分別轉變為肌苷與脫氧肌苷，dAdo 被認為是一種 T 細胞毒性物質導致機體免疫缺陷。
雖然通過抑制 ADA 活性從而增強 Ado 的保護作用[28] 已得到認同，但近年來亦有研究證實 ADA 能在 IRI 中發揮正向作用。Tamura 等[29]發現 ADA 能減輕氧/葡萄糖剝奪對大腦紋狀體電誘發電位（eFP）和光誘發電位（optFP）的抑制作用，減輕腦細胞凋亡，其機制可能與減輕 dAdo 的積蓄致 T 細胞毒性相關。同時 ADA 與 ARs 結合后，能對相應的 ARs 產生變構調節作用，從而增強相關激動劑對 ARs 的親和力[30]，放大 ARs 的功能：如 ADA 能使 A1R 對 Ado 的敏感性增加，使 A1R 抑制 forskolin 誘導 cAMP 產生的作用增強；ADA 能提高 A2AR 激動劑的作用，通過 MAPK 通路促進 ERK1/2 磷酸化[31]。因此，ADA 并非僅僅作為代謝 Ado 而視為負性因子，其本身作為多功能分子可能在 IRI 中發揮正向調節作用，如減輕有毒物質 dAdo 的積累；通過變構調節 ARs 而增強下游信號效應。
5 腺苷激酶與胞內腺苷調節
除 ADA 途徑外，ADK 被認為是在生理條件下調節細胞內 Ado 濃度的主要酶，通過將 Ado 轉變為 AMP 終止胞內的 Ado 信號效應；同時通過細胞內 Ado 間接參與甲硫氨酸循環，影響轉甲基過程。Pignataro 等[32] 在對腦卒中的模型研究中發現，成熟的海馬區域通過下調 ADK 的表達，提高缺血區域 Ado 濃度，減輕 IRI 對大腦的延遲相損傷；而過表達 ADK 則削弱該區域的缺血耐受，因此抑制 ADK 代謝 Ado 的作用可以發揮抗 IRI 作用。
在細胞內，ADK 通過將 Ado 逐步磷酸化合成 ATP，減少胞內 Ado 的積累并及時促進 SAH 水解（圖 2），避免 SAH 的堆積抑制甲基轉移酶的活性從而影響轉甲基過程；SAH 水解生成 Ado 的過程為可逆反應，ADK 的活性增強促進 SAH 向生成 Ado 增加方向進行，加快轉甲基過程。基于上述反應原理，Xu 等[33]通過對內皮細胞的 ADK 基因敲除發現，胞內 Ado 的水平增加能顯著抑制組蛋白 H3K4 的甲基化，進而抑制多種炎癥因子的釋放及白細胞的趨化，有效地發揮抗動脈粥樣硬化及 IRI 作用，從表觀遺傳角度闡述了 Ado 的抗炎機制。因此，通過 ADK 為靶點調控胞內 Ado 濃度，影響機體甲基化進程可為 IRI 研究提供新方向。
6 總結
綜上所述，損傷的早期 CD39 及 CD73 能及時阻斷 ATP 的促炎效應，并增加 Ado 的抗炎作用，避免炎癥擴大及血栓形成，從而減輕細胞損傷。但也有大量研究證明[34-35]多種慢性炎癥及器官損傷后的增生、肥大及纖維化與 Ado 信號的持續刺激相關，如過表達 CD39 的小鼠雖能減輕 IRI 對急性腎功能的影響，但也增加損傷后期纖維化的改變[13]；適當給予 ADA 治療能減輕 Ado 導致的纖維化[36]。因此，ATP 與 Ado 所介導的促炎與抗炎平衡，不僅需要 CD39 與 CD73 的協同水解作用來完成；避免抗炎過度所致纖維化作用，還需要 ADA、ADK 及 NTs 等參與構成 Ado 代謝通路的完整性來實現。目前國內外對腺苷代謝通路的完整、系統總結資料相對較少，并且該通路的各環節均潛在著干預細胞損傷及其預后的靶點，因此對該通路及其下游機制的進一步研究具有重要意義。
細胞病理性受損及壞死，造成胞內三磷酸腺苷（ATP）大量釋放，通過 P2 受體激活免疫細胞，繼而產生活性氧（reactive oxygen species，ROS）及腫瘤壞死因子（TNF）-α、白介素（IL）-1β、IL-18 等多種炎癥因子，迅速招募與活化體內炎癥細胞，引發瀑布式炎癥反應，進一步導致細胞壞死、纖維化形成及損傷后器官功能障礙[1]。腺苷代謝通路能將促炎因子 ATP 轉化為抗炎介質腺苷（adenosine，Ado），從多種炎癥因子釋放的上游調控機體促炎與抗炎的穩態，發揮免疫調節、損傷修復、缺血耐受等作用。缺血-再灌注損傷（ischemia-reperfusion injury，IRI）為臨床上常見的心血管疾病病理生理現象，同時也是體外循環（cardiopulmonary bypass，CPB）心內直視手術中不可避免的事件[2-3]。本文將以 IRI 為背景，就近年來腺苷代謝通路在細胞損傷中的進展進行綜述。
1 腺苷代謝通路
腺苷代謝通路是維持嘌呤能信號平衡的橋梁。嘌呤能信號主要由 ATP 與 P2 受體，Ado 與 P1 受體組成[4]。IRI 導致大量 ATP 釋放出胞外并通過 P2 受體（圖 1），激活炎癥反應及活化血小板形成血栓，清除壞死細胞產物，有利于后續損傷修復。為避免瀑布式炎癥反應的擴大，ATP 迅速被細胞膜表面的二三磷酸核苷水解酶-1（ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase-1，CD39）逐步水解為腺苷二磷酸 （adenosine diphosphate，ADP）與腺苷一磷酸（adenosine monophosphate，AMP）；ADP/AMP 與 ATP 具有類似的促炎效應，AMP 進一步通過膜糖蛋白 5′-核苷酸酶（5' nucleotidase，CD73）催化成 Ado，繼而通過 P1 受體—四種腺苷受體（adenosine receptors，ARs）亞型：A1R、A2AR、A2BR 及 A3R，發揮調節損傷修復、抗血小板聚集、缺血耐受及免疫調節等作用[5]。生成的 Ado 能被腺苷脫氨酶（adenosine deaminase，ADA）轉化為肌苷（inosine，Ino），還通過核苷轉運體（nucleoside transporters，NTs）攝取入胞內。胞內的 Ado 除了 ADA 代謝途徑外，大部分被腺苷激酶（adenosine kinase，ADK）磷酸化轉變為 AMP 進而合成 ATP，小部分可逆性合成 S-腺苷高半胱氨酸（S-adenosylhomocysteine，SAH）參與甲硫氨酸循環（圖 2）。此外胞外 cAMP 可間接經 CD73 產生 Ado，該途徑非主要代謝方式，本文不展開詳述。因此，Ado 代謝通路在損傷中發揮著復雜的決定性作用：CD39-CD73 協同調控機體內 ATP 與 Ado 的平衡，介導 P2 受體與 P1 受體的作用維持促炎與抗炎的內環境穩態，NTs 攝取 Ado 進入胞內，進而通過 ADA 和 ADK 代謝，終止 Ado 信號。
圖1
腺苷代謝通路
圖2
甲硫氨酸循環過程
SAM：S-腺苷甲硫氨酸；SAH：S-腺苷高半胱氨酸；Hcy：同型半胱氨酸；Met：甲硫氨酸
2 CD39-CD73 與胞外腺苷的生成
2.1 缺氧應激與 CD39-CD73 的調控
缺氧應激能增加 CD39 與 CD73 的轉錄使組織適應缺氧；且兩者在體內不同細胞種類中的表達有所差異。缺氧應激通過轉錄因子 SP1（specificity protein 1 transcription factor）及低氧誘導因子 1α（hypoxia-inducible transcription factor-1α，HIF-1α）與細胞核內低氧反應原件結合的方式，促進 CD39 及 CD73 表達[6]。非應激情況下 CD73 主要表達于血管內皮細胞、外周血及心臟留駐的 T 淋巴細胞、粒細胞；CD39 則主要表達于內皮細胞及髓系細胞（如粒細胞、單核細胞、抗原提呈細胞等）；IRI 后缺血灶 CD73 表型的粒細胞明顯增加，而內皮 CD39 的表達明顯下降[7]。在大鼠 Langendorff 灌注模型[8]中也觀察到：全心缺血再復灌過程中，冠狀動脈流出液中含有大量 CD39 及 CD73，內皮細胞 CD39 缺失明顯，對 ATP/ADP 清除不足，損傷加重并且該表現在老年大鼠中更為嚴重。提示著 IRI 致內皮功能破壞引起炎癥細胞大量滲透，促進炎癥反應的同時，病灶區通過上調炎癥細胞的 CD73 使得區域 Ado 濃度增加，形成局部抗炎環境使炎癥局限化。
2.2 CD39 的抗炎與抑制血栓形成
進一步研究證明 CD39 在心臟[9-11]、腦卒中[12]及肝、腎移植[13-16]后再灌注損傷中起保護作用，其機制可能涉及：CD39 通過清除損傷或炎癥細胞釋放的 ATP，減少心臟肥大細胞 ATP 依賴的腎素釋放，抑制 RAS（renin-angiotensin system）激活導致的纖維化[10]；阻斷 ATP 作用的損傷相關分子模式（damage-associated molecular pattern，DAMP）途徑激活的內源性免疫反應，減輕炎癥反應[15]；通過 A2B 受體的作用，使 Akt、ERK1/2、GSK-3β 磷酸化激活相應的下游信號通路，抑制線粒體通透性轉換孔開放[11]。可見 CD39 能直接終止 ATP 的促炎作用，并間接增強 Ado 及 P1 受體的抗炎效應。
促進 ATP/ADP 轉化為 AMP 而具有抗炎、抑制血栓形成的 CD39 有望成為治療 IRI 新靶點。以血小板膜糖蛋白（GP）Ⅱb /Ⅲa 單鏈抗體 scFv（single-chain variable fragment antibodies）為介質[17]，與 CD39 重組而成的融合蛋白—Targ-CD39，能靶向地作用于病灶的活化狀態血小板，從而使抗炎、抗血栓作用更有效集中，減少出血并發癥。以 P-選擇素及其配體 PSGL-1（P-selectin glycoprotein ligand-1）為基礎的重組型 CD39[18]，則通過干預白細胞與血管內皮、血小板三者間表面受體的粘附作用，影響血栓與炎癥形成，減輕小鼠腎臟 IRI，保護腎功能。
2.3 CD73 與損傷修復
CD73 作為清除 AMP 合成 Ado 的最后限速酶，其地位卻稍有爭議。Wolff 等[19]在對小鼠進行缺血預處理（ischemia preconditioning，IPC）及 Ado 預處理的研究發現：CD73 基因失活對心肌梗死面積的影響不大，并且認為其對早期的 IPC 的觸發并非必要的。此外，在野生型（WT）和 CD73 敲除（-/-）小鼠誘導后肢缺血的實驗[20] 中發現，CD73-/-型能促進動脈生成，其機制可能與增強早期單核細胞與內皮細胞的粘附相關。Borg 等[21]則認為表達 CD73 的 T 細胞能通過 A2B/A2A 受體抑制促炎因子及促纖維化因子的釋放，改善梗死后的心臟重構。Shin 等[22]最近利用聚乙二醇水凝膠攜帶骨髓間充質干細胞（MSCs）進行移植治療心肌梗死模型，具有 CD73 活性的 MSCs 能明顯提高早期梗死區域 Ado 水平，減輕炎癥細胞浸潤，抑制 ROS 產生并促進后期的心功能恢復，而用 CD73 抑制劑 APCP 預處理的 MSCs 卻不能發揮保護作用。
同時在臨床研究方面，Persson 等[23]在 85 例接受 CPB 的嬰兒前瞻性隊列研究中發現，CPB 復溫時血清 CD73 的濃度中位數較術前顯著增高（95.2 ng/ml vs. 179.8 ng/ml，P<0.000 1）；其中低于復溫時中位濃度的研究對象，低水平 CD73 與術后 24 h 血管活性藥物使用增加及 ICU 住院時間延長相關，提示著 CD73 能增加內源性 Ado 改善預后。上述不同研究結果可推斷，正常狀態下胞外 ATP/AMP 等促炎介質較少，CD73 轉化為 Ado 的原料有限，不足以抵抗急性期 IRI；但損傷后上述促炎物質大量產生，較高活性的 CD73 有利于逆轉炎癥局面，避免炎癥細胞的過度浸潤，為后期損傷修復創造條件，并改善預后。
3 核苷轉運體與腺苷的跨膜運輸
盡管 Ado 具有多種心血管活性作用，但在體內半衰期極短（<30 s），經過 NTs 轉運而被快速攝取入胞內，從而限制了其在抗缺血性疾病中的治療應用。在哺乳動物體內 NTs 主要分為兩大類，一類是受濃度梯度影響的非 Na+ 依賴的易化擴散系統—平衡型核苷轉運體（equilibrative nucleoside transporters，ENTs），另一類是能夠逆濃度梯度依賴 Na+ 進行繼發性運輸的集中型核苷轉運體（concentrative nucleoside transporters，CNTs）。其中，ENTs 可細分為 4 種亞型，CNTs 又可細分為 3 種亞型；盡管亞型分類較多，但 Ado 的轉運具有相對選擇性：在血管平滑肌細胞中，胞外 95% 的 Ado 由 ENT-1 運輸，余下 5% 則由 ENT-2 介導；在內皮細胞中，ENT-1 與 ENT-2 的運輸比例稍有改變（分別為 60% 及 10%），CNT-2 也起一定作用（30%）[24]。
抑制 NTs 的轉運能提高內源性 Ado 的信號作用。目前發現抗血小板藥物替格瑞洛具有抑制 ENT-1 作用，聯合瑞舒伐他汀[25]能增強 CD73 的活性，繼而增加 Ado 與 ARs 的效應，使 Akt、ERK1/2 及 eNOS 磷酸化激活，從而抑制 NLRP3、IL-1 及 IL-6 等促炎介質，上調抗炎因子 COX2 減輕損傷。Zimmerman 等[26]研究表明，肝移植患者在進行熱復灌過程能明顯抑制 ENT-1 與 ENT-2 的轉錄水平；進一步的動物實驗表明，使用 ENTs 抑制劑雙嘧達莫能明顯提高肝臟 Ado 濃度并保護 IRI 后的肝功能，并且 ENTs-/-小鼠的肝臟保護作用能被 A2BR 抑制劑阻斷。對比正常小鼠，ENT-1 基因敲除[27]小鼠缺血后的心肌梗死面積明顯減少，并且不引起其他亞型 ENTs 的基因或蛋白的代償性表達。
盡管通過阻斷 ENTs 而增強 Ado 的保護效應較為確切，但同時也導致了多種核苷酸的轉運障礙[27]，進而影響了核苷酸的合成途徑，干擾正常細胞的生理過程以及降低了某些抗腫瘤、抗病毒藥物的治療效果。因此，尋找對正常核苷酸代謝影響較小的 NTs 或許成為新的方向，如 ENT-4 在低 pH 條件下（缺血/缺氧），能對 Ado 高親和力轉運而對其他核苷酸代謝影響較小[24]。
4 腺苷脫氨酶的雙面性
ADA 在細胞膜與血漿中均有分布，從而對細胞內外的 Ado 進行代謝。ADA 主導脫氨基反應，能將體內的 Ado 及其脫氧衍生物—脫氧腺苷（deoxyadenosine，dAdo）分別轉變為肌苷與脫氧肌苷，dAdo 被認為是一種 T 細胞毒性物質導致機體免疫缺陷。
雖然通過抑制 ADA 活性從而增強 Ado 的保護作用[28] 已得到認同，但近年來亦有研究證實 ADA 能在 IRI 中發揮正向作用。Tamura 等[29]發現 ADA 能減輕氧/葡萄糖剝奪對大腦紋狀體電誘發電位（eFP）和光誘發電位（optFP）的抑制作用，減輕腦細胞凋亡，其機制可能與減輕 dAdo 的積蓄致 T 細胞毒性相關。同時 ADA 與 ARs 結合后，能對相應的 ARs 產生變構調節作用，從而增強相關激動劑對 ARs 的親和力[30]，放大 ARs 的功能：如 ADA 能使 A1R 對 Ado 的敏感性增加，使 A1R 抑制 forskolin 誘導 cAMP 產生的作用增強；ADA 能提高 A2AR 激動劑的作用，通過 MAPK 通路促進 ERK1/2 磷酸化[31]。因此，ADA 并非僅僅作為代謝 Ado 而視為負性因子，其本身作為多功能分子可能在 IRI 中發揮正向調節作用，如減輕有毒物質 dAdo 的積累；通過變構調節 ARs 而增強下游信號效應。
5 腺苷激酶與胞內腺苷調節
除 ADA 途徑外，ADK 被認為是在生理條件下調節細胞內 Ado 濃度的主要酶，通過將 Ado 轉變為 AMP 終止胞內的 Ado 信號效應；同時通過細胞內 Ado 間接參與甲硫氨酸循環，影響轉甲基過程。Pignataro 等[32] 在對腦卒中的模型研究中發現，成熟的海馬區域通過下調 ADK 的表達，提高缺血區域 Ado 濃度，減輕 IRI 對大腦的延遲相損傷；而過表達 ADK 則削弱該區域的缺血耐受，因此抑制 ADK 代謝 Ado 的作用可以發揮抗 IRI 作用。
在細胞內，ADK 通過將 Ado 逐步磷酸化合成 ATP，減少胞內 Ado 的積累并及時促進 SAH 水解（圖 2），避免 SAH 的堆積抑制甲基轉移酶的活性從而影響轉甲基過程；SAH 水解生成 Ado 的過程為可逆反應，ADK 的活性增強促進 SAH 向生成 Ado 增加方向進行，加快轉甲基過程。基于上述反應原理，Xu 等[33]通過對內皮細胞的 ADK 基因敲除發現，胞內 Ado 的水平增加能顯著抑制組蛋白 H3K4 的甲基化，進而抑制多種炎癥因子的釋放及白細胞的趨化，有效地發揮抗動脈粥樣硬化及 IRI 作用，從表觀遺傳角度闡述了 Ado 的抗炎機制。因此，通過 ADK 為靶點調控胞內 Ado 濃度，影響機體甲基化進程可為 IRI 研究提供新方向。
6 總結
綜上所述，損傷的早期 CD39 及 CD73 能及時阻斷 ATP 的促炎效應，并增加 Ado 的抗炎作用，避免炎癥擴大及血栓形成，從而減輕細胞損傷。但也有大量研究證明[34-35]多種慢性炎癥及器官損傷后的增生、肥大及纖維化與 Ado 信號的持續刺激相關，如過表達 CD39 的小鼠雖能減輕 IRI 對急性腎功能的影響，但也增加損傷后期纖維化的改變[13]；適當給予 ADA 治療能減輕 Ado 導致的纖維化[36]。因此，ATP 與 Ado 所介導的促炎與抗炎平衡，不僅需要 CD39 與 CD73 的協同水解作用來完成；避免抗炎過度所致纖維化作用，還需要 ADA、ADK 及 NTs 等參與構成 Ado 代謝通路的完整性來實現。目前國內外對腺苷代謝通路的完整、系統總結資料相對較少，并且該通路的各環節均潛在著干預細胞損傷及其預后的靶點，因此對該通路及其下游機制的進一步研究具有重要意義。
