Drugi typ enzymu konwertującego angiotensynę. Możliwa rola w nadciśnieniu tętniczym i chorobach nerek

dzia­ła­nia, ści­śle re­gu­lu­jąc szyb­kość wy­twa­rza­nia i de­gra­da­cji pep­ty­dów an­gio­ten­sy­ny. Prze­ciw­dzia­ła­jąc ak­tyw­no­ści ACE w za­kre­sie wy­twa­rza­nia Ang II, ACE2 mo­że od­gry­wać ro­lę w utrzy­my­wa­niu od­po­wied­niej rów­no­wa­gi ukła­du re­ni­na­-an­gio­ten­sy­na. W prze­glą­dzie skon­cen­tro­wa­no się na dzia­ła­niu ACE2 oraz je­go moż­li­wej ro­li w cho­ro­bach ne­rek i nad­ci­śnie­niu tęt­ni­czym. Na pod­sta­wie wy­ni­ków ba­dań, w któ­rych sto­so­wa­no mo­de­le ge­ne­tycz­nej abla­cji ACE2 oraz sto­so­wa­no in­hi­bi­to­ry ACE2, moż­na są­dzić, że zmniej­szo­na ak­tyw­ność ACE2, sa­ma lub w po­łą­cze­niu ze zwięk­szo­ną ak­tyw­no­ścią ACE, mo­że od­gry­wać ro­lę w obu tych cho­ro­bach.

Wpro­wa­dze­nie

Pierw­szy ludz­ki ho­mo­log en­zy­mu kon­wer­tu­ją­ce­go an­gio­ten­sy­nę (ACE), na­zwa­ny en­zy­mem kon­wer­tu­ją­cym an­gio­ten­sy­nę ty­pu 2 (ACE2), zo­stał zi­den­ty­fi­ko­wa­ny w 2000 r. przez dwie nie­za­leż­ne gru­py ba­daw­cze sto­su­ją­ce me­to­dy ge­no­micz­ne. ^{1, 2} Gen ko­du­ją­cy ACE2, ozna­cza­ny ja­ko Ace2, znaj­du­je się na chro­mo­so­mie X. Po­dob­nie jak ACE, ACE2 jest in­te­gral­nym biał­kiem bło­no­wym ty­pu 1, za­wie­ra jed­nak tyl­ko jed­ną ak­tyw­ną do­me­nę i skła­da się z 805 ami­no­kwa­sów. ^{1, 2} ACE2 dzia­ła ja­ko kar­bok­sy­pep­ty­da­za usu­wa­ją­ca po­je­dyn­cze ami­no­kwa­sy z C­-koń­ca czą­ste­czek jej sub­stra­tów, na­to­miast ACE dzia­ła głów­nie ja­ko pep­ty­dy­lo­di­pep­ty­da­za, któ­ra usu­wa C­-koń­co­we di­pep­ty­dy. Me­ta­lo­pro­te­azo­we do­me­ny ka­ta­li­tycz­ne ACE2 i ACE są iden­tycz­ne w 41%, a wy­ni­ki po­rów­na­nia struk­tu­ry ge­no­micz­nej wska­zu­ją, że te dwa ge­ny po­wsta­ły w wy­ni­ku du­pli­ka­cji wspól­ne­go przod­ka. ^{1, 2} Dzię­ki po­zna­niu trój­wy­mia­ro­wej struk­tu­ry ze­wną­trz­ko­mór­ko­wej do­me­ny ACE2 ³ stwier­dzo­no, że me­cha­nizm ka­ta­li­tycz­ny ACE2 ści­śle przy­po­mi­na me­cha­nizm ka­ta­li­tycz­ny ACE. Kie­sze­nie wią­żą­ce sub­strat róż­nią się jed­nak istot­nie, ³ co tłu­ma­czy róż­ni­ce swo­isto­ści sub­stra­tów mię­dzy dwo­ma en­zy­ma­mi, a tak­że brak wią­za­nia in­hi­bi­to­rów ACE i ha­mo­wa­nia ACE2 przez te le­ki. ⁴

ACE2 jest je­dy­nym zna­nym ak­tyw­nym en­zy­ma­tycz­nie ho­mo­lo­giem ACE w ludz­kim ge­no­mie. Ko­niec kar­bok­sy­lo­wy czą­stecz­ki ACE2 jest ho­mo­lo­gicz­ny z ko­lek­try­ną. ⁵ W prze­ci­wień­stwie do ACE i ACE2 ko­lek­try­na nie ma wła­ści­wo­ści ka­ta­li­tycz­nych kar­bok­sy­pep­ty­da­zy i po­cząt­ko­wo zlo­ka­li­zo­wa­no ją w cew­kach zbior­czych. ⁵ Ostat­nio jed­nak zi­den­ty­fi­ko­wa­no ją rów­nież w cew­kach bliż­szych, gdzie uczest­ni­czy w re­gu­la­cji wy­chwy­tu ami­no­kwa­sów. ^{6, 7} Wska­zy­wa­no też na moż­li­wą ro­lę ko­lek­try­ny w two­rze­niu się i roz­wo­ju pę­che­rza mo­czo­we­go po­przez in­te­rak­cję z in­te­gral­ny­mi biał­ka­mi bło­no­wy­mi swo­isty­mi dla rzę­sek. ⁸ W ge­no­mach kil­ku ga­tun­ków ssa­ków zi­den­ty­fi­ko­wa­no jesz­cze in­ny gen ko­du­ją­cy no­we, skła­da­ją­ce się z jed­nej do­me­ny biał­ko po­dob­ne do ACE, któ­re na­zwa­no ACE3. Wy­da­je się, że u kil­ku ga­tun­ków ACE3 nie wy­ka­zu­je ak­tyw­no­ści ka­ta­li­tycz­nej ja­ko me­ta­lo­pro­te­aza cyn­ko­wa. ⁹ Co wię­cej, u lu­dzi w ogó­le nie uzy­ska­no do­wo­dów eks­pre­sji ge­nu ko­du­ją­ce­go ACE3, a obec­ność de­le­cji i in­ser­cji w je­go se­kwen­cji po­zwa­la są­dzić, że u lu­dzi se­kwen­cja ko­du­ją­ca ACE3 jest pseu­do­ge­nem. ⁹

Obec­ność ACE2 po­cząt­ko­wo wy­kry­to w ser­cu, ner­kach i ją­drach, a mniej­sze ilo­ści te­go en­zy­mu rów­nież w okręż­ni­cy, je­li­cie cien­kim i jaj­ni­kach. ¹⁰ ACE2 zi­den­ty­fi­ko­wa­no też w płu­cach, gdzie od­gry­wa on waż­ną ro­lę w me­ta­bo­li­zmie an­gio­ten­sy­ny (Ang) II. ^{11, 12} ACE2 chro­ni my­szy przed cięż­kim uszko­dze­niem płuc wy­wo­ły­wa­nym przez aspi­ra­cję kwa­śnej tre­ści, sep­sę lub za­ka­że­nie wi­ru­sem cięż­kiej ostrej nie­wy­dol­no­ści od­de­cho­wej (SARS). ^{11, 12} Ja­ko pierw­si wy­ra­zi­li­śmy po­gląd, że ACE2 mo­że dzia­łać ochron­nie na ner­ki, zwłasz­cza w po­łą­cze­niu z ma­łą ak­tyw­no­ścią ACE. ¹³ Naj­now­sze pra­ce prze­pro­wa­dzo­ne w na­szym la­bo­ra­to­rium po­twier­dza­ją tę hi­po­te­zę. ^{14, 15, 16} W prze­glą­dzie oma­wia­my ostat­nie pu­bli­ka­cje do­ty­czą­ce ACE2 ja­ko szla­ku me­ta­bo­li­zmu Ang II oraz moż­li­wej ro­li te­go en­zy­mu w nad­ci­śnie­niu tęt­ni­czym i ne­fro­pa­tii cu­krzy­co­wej.

Sub­stra­ty ACE2

Od­kry­cie ACE2 wpro­wa­dza no­wy sto­pień zło­żo­no­ści w po­strze­ga­niu ukła­du re­ni­na­-an­gio­ten­sy­na. ACE2 jest kar­bok­sy­pep­ty­da­zą, któ­ra ka­ta­li­zu­je prze­kształ­ca­nie Ang II w Ang 1-7 oraz Ang I  w Ang 1-9 (ryc. 1). ^{1, 2, 17} Nie wie­my, że­by Ang 1-9 wy­wie­ra­ła wpływ na na­czy­nia krwio­no­śne, ale mo­że być prze­kształ­ca­na przez ACE w krót­szy pep­tyd, Ang 1-7, któ­ry roz­sze­rza na­czy­nia (ryc. 1). Ang I (skła­da­ją­ca się z 10 ami­no­kwa­sów) to pep­tyd po­śred­ni po­zba­wio­ny zna­nych dzia­łań bio­lo­gicz­nych. Ang I jest prze­kształ­ca­na w Ang 1-9 (skła­da­ją­cą się z dzie­wię­ciu ami­no­kwa­sów) przez ACE2, na­to­miast ACE prze­kształ­ca ją w Ang II, skła­da­ją­cą się z ośmiu ami­no­kwa­sów (ryc. 1). Dzia­ła­nia ACE2 po­win­ny więc za­po­bie­gać gro­ma­dze­niu się Ang II, któ­ra ma dzia­ła­nie kur­czą­ce na­czy­nia krwio­no­śne, oraz pro­wa­dzić do po­wsta­wa­nia Ang 1-7, któ­ra dzia­ła na­czy­nio­roz­kur­czo­wo.

Ry­ci­na 1. Strzał­ki pio­no­we po le­wej stro­nie przed­sta­wia­ją kla­sycz­ny szlak po­wsta­wa­nia an­gio­ten­sy­ny II z udzia­łem en­zy­mu kon­wer­tu­ją­ce­go an­gio­ten­sy­nę (ACE) oraz me­cha­ni­zmów nie­za­leż­nych od ACE. Strzał­ki po­zio­me przed­sta­wia­ją dzia­ła­nia póź­niej od­kry­te­go ACE2

ACE i ACE2 mo­gą wy­wie­rać prze­ciw­staw­ne dzia­ła­nia, ści­śle re­gu­lu­jąc szyb­kość wy­twa­rza­nia i de­gra­da­cji pep­ty­dów Ang. ACE2 cha­rak­te­ry­zu­je się du­żą spraw­no­ścią ka­ta­li­tycz­ną prze­kształ­ca­nia Ang II w Ang 1-7. ¹⁷ Wska­zu­je to na waż­ną ro­lę ACE2 ja­ko me­cha­ni­zmu za­po­bie­ga­ją­ce­go gro­ma­dze­niu się Ang II, a jed­no­cze­śnie zwięk­sza­ją­ce­go wy­twa­rza­nie Ang 1-7. Ostat­nio wy­ka­za­no, że Ang 1-7 ha­mu­je fos­fo­ry­la­cję ki­na­zy ak­ty­wo­wa­nej przez mi­to­ge­ny (MAPK) na­stę­pu­ją­cą pod wpły­wem Ang II w ko­mór­kach ce­wek bliż­szych w ner­kach. ¹⁸ Wy­twa­rza­nie Ang 1-7 przez ACE2 w cew­kach bliż­szych mo­gło­by więc rów­nież od­gry­wać ro­lę ja­ko me­cha­nizm rów­no­wa­żą­cy dzia­ła­nia miej­sco­wo wy­twa­rza­nej Ang II. ¹⁸

De­gra­da­cję Ang II do Ang 1-7 pod wpły­wem ACE2 udo­ku­men­to­wa­no w ba­da­niach, w któ­rych wy­ko­rzy­sty­wa­no pre­pa­ra­ty ko­ry ne­rek lub izo­lo­wa­ne cew­ki bliż­sze. ^{19, 20, 21} Stwier­dzo­no, że po­wi­no­wac­two ACE2 do Ang II prze­kształ­ca­nej w Ang 1-7 jest za­sad­ni­czo więk­sze niż po­wi­no­wac­two do Ang I prze­kształ­ca­nej w Ang 1-9. ^{19, 20, 21} W świe­żo wy­pre­pa­ro­wa­nych seg­men­tach ce­wek bliż­szych u szczu­rów Li i wsp. ²² ob­ser­wo­wa­li jed­nak za­leż­ne od ACE2 wy­twa­rza­nie Ang 1-7 z Ang I, któ­re obej­mo­wa­ło prze­kształ­ce­nie Ang I w Ang 1-9, a na­stęp­nie tra­wie­nie Ang 1-9 przez ACE z wy­two­rze­niem Ang 1-7. Au­to­rzy in­ne­go ba­da­nia do­ty­czą­ce­go tkan­ki ser­ca stwier­dzi­li, że ACE2 mo­że dzia­łać prze­ciw­staw­nie do ACE za po­śred­nic­twem Ang 1-9 za­miast Ang 1-7. ²³

Wie­dza na te­mat pep­ty­dów bę­dą­cych bio­lo­gicz­ny­mi sub­stra­ta­mi ACE2 jest przy­dat­na ja­ko źró­dło wstęp­nych da­nych do­ty­czą­cych swo­isto­ści dzia­ła­nia tej pro­te­azy oraz fi­zjo­lo­gicz­nej ro­li ACE2. Je­że­li ACE2 jest „en­zy­mem kon­wer­tu­ją­cym” po­dob­nie jak ACE, to efek­tem je­go ak­tyw­no­ści ja­ko pep­ty­da­zy jest wy­twa­rza­nie lub de­gra­da­cja pep­ty­dów wy­ka­zu­ją­cych ak­tyw­ność bio­lo­gicz­ną. ¹⁷ Po­zna­nie bio­lo­gicz­nej ak­tyw­no­ści sub­stra­tów i pro­duk­tów ACE2 do­star­cza więc in­for­ma­cji na te­mat praw­do­po­dob­nych fi­zjo­lo­gicz­nych funk­cji ACE2. ¹⁷ Bio­lo­gicz­nie ak­tyw­ne pep­ty­dy bę­dą­ce sub­stra­ta­mi tra­wio­ny­mi przez ACE2 przed­sta­wio­no w ta­be­li 1. Choć głów­ny­mi zna­ny­mi sub­stra­ta­mi ACE są pep­ty­dy Ang I i Ang II, ACE2 rów­nież mo­że hy­dro­li­zo­wać kil­ka in­nych pep­ty­dów. ACE2 nie tra­wi bra­dy­ki­ni­ny, ale in­ak­ty­wu­je za­rów­no des­-Ar­g9­-bra­dy­ki­ni­nę, jak i lys­-des­-Ar­g9­-bra­dy­ki­ni­nę. ¹⁷

Ta­be­la 1. Se­kwen­cje ami­no­kwa­so­we i miej­sca hy­dro­li­zy pep­ty­dów me­ta­bo­li­zo­wa­nych przez en­zym kon­wer­tu­ją­cy an­gio­ten­sy­nę ty­pu 2

ACE2 mo­że rów­nież odłą­czać C­-koń­co­wą resz­tę od czą­stecz­ki ape­li­ny i in­nych pep­ty­dów na­czy­nio­ak­tyw­nych, ta­kich jak neu­ro­ten­sy­na, ki­ne­ten­sy­na (pep­tyd po­krew­ny neu­ro­ten­sy­nie) i des­-Arg­-bra­dy­ki­ni­na. ¹⁰ ACE2 cha­rak­te­ry­zu­je się du­żą ka­ta­li­tycz­ną wy­daj­no­ścią hy­dro­li­zy pep­ty­dów ape­li­ny­-13 i ape­li­ny­-36. ¹⁰ Ape­li­na zwięk­sza kurcz­li­wość mię­śnia ser­co­we­go i zmniej­sza na­pię­cie na­czy­nio­ru­cho­we. ¹⁰ Dwa pep­ty­dy opio­ido­we, dy­nor­fi­na A i β­-ka­zo­mor­fi­na, tak­że są sub­stra­ta­mi ACE2. ^{10, 17} Te dwa pep­ty­dy po­bu­dza­ją re­cep­to­ry opio­ido­we κ i δ sprzę­żo­ne z biał­ka­mi G i mo­gą wy­wie­rać ne­ga­tyw­ny wpływ na kurcz­li­wość kar­dio­mio­cy­tów. ¹⁰

Me­to­dy ozna­cza­nia ak­tyw­no­ści ACE2

Opra­co­wa­no kil­ka me­tod ozna­cza­nia ak­tyw­no­ści ACE2 w tkan­kach. W pi­śmien­nic­twie opi­sa­no za­sto­so­wa­nie w tym ce­lu róż­nych tech­nik, w tym wy­so­ko­wy­daj­nej chro­ma­to­gra­fii cie­czo­wej (HPLC), ²⁴ spek­tro­me­trii ma­so­we­j ^{20, 22} i flu­ory­me­trii. ^{16, 23, 25, 26, 27} W me­to­dach opar­tych na HPLC i spek­tro­me­trii ma­so­wej wy­ko­rzy­stu­je się en­do­gen­ny sub­strat pep­ty­do­wy (Ang II) i dzię­ki nim uzy­sku­je in­for­ma­cje na te­mat po­szcze­gól­nych pep­ty­dów po­wsta­ją­cych w wy­ni­ku re­ak­cji hy­dro­li­zy. Za­le­tą me­tod z wy­ko­rzy­sta­niem flu­oro­gen­nych sub­stra­tów pep­ty­do­wych jest moż­li­wość pro­stej, szyb­kiej i wy­god­nej ilo­ścio­wej oce­ny tkan­ko­wej ak­tyw­no­ści ACE2 w wie­lu prób­kach jed­no­cze­śnie. ¹⁶

Obec­nie naj­czę­ściej sto­so­wa­ne me­to­dy po­mia­ru ak­tyw­no­ści ACE2 opie­ra­ją się na wy­ko­rzy­sta­niu flu­oro­gen­nych sub­stra­tów pep­ty­do­wych Mca­-YVA­DAPK(Dnp) lub Mca­-APK(Dnp). ^{16, 23, 25, 26, 27} W tych ozna­cze­niach sub­strat pep­ty­do­wy za­wie­ra flu­ore­scen­cyj­ną gru­pę 7-me­tok­sy­ku­ma­ry­ny (Mca), któ­rej świe­ce­nie za­ni­ka po prze­nie­sie­niu ener­gii na czą­stecz­kę 2,4-di­ni­tro­fe­ny­lu (Dnp). Re­ak­cja ta jest opar­ta na tra­wie­niu wią­za­nia ami­do­we­go mię­dzy gru­pą flu­ore­scen­cyj­ną a gru­pą wy­ga­sza­ją­cą świe­ce­nie, co po­wo­du­je zwięk­sze­nie flu­ore­scen­cji. ²⁸ Me­to­dę tę moż­na wy­ko­rzy­sty­wać do po­mia­ru ak­tyw­no­ści ACE2 i in­nych pep­ty­daz. ²⁸

Sy­gnał flu­ore­scen­cji Mca­-YVA­DAPK(Dnp) jest czę­ścio­wo wy­ga­sza­ny przez swo­iste in­hi­bi­to­ry za­rów­no ACE, jak i ACE2, na­to­miast ta­kie­go efek­tu nie wy­wo­łu­je in­hi­bi­tor in­nej me­ta­lo­pro­te­azy, kar­bok­sy­pep­ty­da­zy A. ¹⁶ Wy­ko­rzy­sta­li­śmy to po­dwój­ne dzia­ła­nie w ce­lu opra­co­wa­nia me­to­dy umoż­li­wia­ją­cej jed­no­cze­sne ozna­cza­nie ak­tyw­no­ści ACE i ACE2. ¹⁶ Kom­bi­na­cja swo­istych in­hi­bi­to­rów ACE i ACE2 wy­ga­sza­ła sy­gnał flu­ore­scen­cji nie­mal cał­ko­wi­cie i w ta­kim sa­mym stop­niu jak kwas ety­le­no­dia­mi­no­te­tra­oc­to­wy (ED­TA – zwią­zek che­la­tu­ją­cy jo­ny me­ta­li), co wska­zu­je na to, że oba me­ta­lo­en­zy­my – ACE i ACE2 – uczest­ni­czą w de­gra­da­cji sub­stra­tu. Jak za­uwa­żo­no wy­żej, po­dwój­ne tra­wie­nie te­go sub­stra­tu przez ACE i ACE2 umoż­li­wia jed­no­cze­sny po­miar ak­tyw­no­ści tych dwóch kar­bok­sy­pep­ty­daz w prób­kach tka­nek. ¹⁶ Jest to szcze­gól­nie waż­ne, po­nie­waż ACE2 i ACE wy­stę­pu­ją ra­zem w wie­lu tkan­kach, w któ­rych wy­ka­za­no ak­tyw­ność ka­ta­li­tycz­ną obu tych en­zy­mów. ²⁹ Oce­na ak­tyw­no­ści ACE2, je­dy­ne­go czyn­ne­go ho­mo­lo­gu ACE, w po­łą­cze­niu z oce­ną ak­tyw­no­ści ACE jest przy­dat­na w ba­da­niach nad ro­lą ukła­du re­ni­na­-an­gio­ten­sy­na w pa­to­fi­zjo­lo­gii róż­nych sta­nów cho­ro­bo­wych. ¹⁴

Ak­tyw­ność ACE2 mie­rzo­no rów­nież za po­mo­cą in­ne­go sub­stra­tu flu­oro­gen­ne­go – Mca­-APK(Dnp). ^{25, 26, 27} Tą me­to­dą wy­kry­wa­no ak­tyw­ność ACE2 w prób­kach oso­cza uzy­ska­nych od my­szy cha­rak­te­ry­zu­ją­cych się nad­mier­ną eks­pre­sją ACE2 (ale nie w przy­pad­ku my­szy ty­pu dzi­kie­go), ²⁶ a tak­że w tkan­ce ser­ca szczu­ra^­25 i w ją­drach szczu­ra. ²⁷ Po­słu­gu­jąc się tym sub­stra­tem w tkan­kach my­sich, nie by­li­śmy jed­nak w sta­nie wy­ga­sić flu­ore­scen­cji za po­mo­cą in­hi­bi­to­ra ACE2, MLN­-4760. Co wię­cej, Mca­-APK(Dnp) ja­ko sub­strat jest wy­so­ce wy­biór­czy dla ACE­2 ²⁶ i w związ­ku z tym nie moż­na go wy­ko­rzy­sty­wać do jed­no­cze­snych po­mia­rów ak­tyw­no­ści ACE i ACE2.

Fer­ra­rio i wsp. ²⁴ do po­mia­ru ak­tyw­no­ści ACE2 w bło­nach ko­mó­rek ser­ca za­sto­so­wa­li me­to­dę opar­tą na HPLC, a póź­niej roz­sze­rzo­no jej za­sto­so­wa­nie na ozna­cze­nia w in­nych tkan­kach i pły­nach cia­ła. ²¹ Me­to­da jest dwu­eta­po­wa: naj­pierw in­ku­bu­je się z ACE2 sub­stra­ty pep­ty­do­we zna­ko­wa­ne izo­to­pem pro­mie­nio­twór­czym, a na­stęp­nie wy­ko­rzy­stu­je się HPLC do roz­dzia­łu pro­duk­tów ak­tyw­no­ści te­go en­zy­mu. Me­to­da opar­ta na HPLC wy­ko­rzy­stu­je zdol­ność ACE2 do hy­dro­li­zo­wa­nia Ang II z wy­two­rze­niem Ang 1-7. ¹⁷ Szyb­kość prze­kształ­ca­nia en­do­gen­nej Ang II zna­ko­wa­nej izo­to­pem pro­mie­nio­twór­czym w Ang 1-7 w obec­no­ści in­hi­bi­to­ra ACE2 lub przy je­go bra­ku jest wskaź­ni­kiem ak­tyw­no­ści en­zy­ma­tycz­nej ACE2. ²⁴ Po­nie­waż ta me­to­da wy­ma­ga za­sto­so­wa­nia HPLC, pro­ces ozna­cza­nia jest sto­sun­ko­wo cza­so­chłon­ny, ale bez­po­śred­nio do­star­cza in­for­ma­cji na te­mat po­wsta­wa­nia Ang 1-7.

W in­nej ostat­nio opra­co­wa­nej me­to­dzie tak­że wy­ko­rzy­stu­je się na­tu­ral­ny sub­strat ACE2 – Ang II. Jest to me­to­da spek­tro­me­trii ma­so­wej z wy­ko­rzy­sta­niem tech­ni­ki SEL­DI­-TOF (sur­fa­ce­-en­han­ced la­ser de­sorp­tion/io­ni­za­tion ti­me­-of­-fli­ght) oraz tech­no­lo­gii mi­kro­ma­cie­rzy biał­ko­wej Pro­te­in­Chip Ar­ray (Ci­pher­gen Bio­sys­tems, Fre­mont, Ka­li­for­nia, USA). ²⁰ W tej me­to­dzie prób­ki uzy­ska­ne z ne­rek my­szy mie­sza się z Ang II i in­ku­bu­je przez okre­ślo­ny czas. ACE2 prze­kształ­ca Ang II w Ang 1-7, a obie te sub­stan­cje moż­na ozna­czać za po­mo­cą spek­tro­me­trii ma­so­wej z wy­ko­rzy­sta­niem tech­ni­ki SEL­DI­-TOF. Po­nie­waż za­ob­ser­wo­wa­no li­nio­wą za­leż­ność mię­dzy stę­że­niem re­kom­bi­no­wa­ne­go ACE2 oraz sto­sun­kiem ilo­ści po­wsta­łej Ang 1-7 do ilo­ści zhy­dro­li­zo­wa­nej Ang II, za­pro­po­no­wa­no wy­ko­rzy­sty­wa­nie sto­sun­ku Ang 1-7/Ang II ja­ko wskaź­ni­ka tkan­ko­wej ak­tyw­no­ści ACE2. ²⁰

Ak­tyw­ność ACE2 jest swo­ista tkan­ko­wo

Ak­tyw­ność ACE2 róż­ni się znacz­nie mię­dzy po­szcze­gól­ny­mi tkan­ka­mi. Na przy­kład za po­mo­cą na­szej me­to­dy flu­ore­scen­cyj­nej stwier­dzi­li­śmy, że ak­tyw­ność ACE2 w ko­rze ne­rek my­szy jest ok. 10-20 ra­zy więk­sza niż w ser­cu, na­to­miast w su­ro­wi­cy jest le­d­wie wy­kry­wal­na. ¹⁶ W ba­da­niach, w któ­rych sto­so­wa­no in­ne me­to­dy po­mia­ru, stwier­dzo­no bar­dzo ma­łą lub nie­wy­kry­wal­ną ak­tyw­ność ACE2 w oso­czu gry­zo­ni. ^{20, 26} Rów­nież u zdro­wych lu­dzi ak­tyw­ność ACE2 w krwio­bie­gu jest nie­wy­kry­wal­na lub bar­dzo ma­ła. ³⁰ Ri­ce i wsp. ³⁰ stwier­dzi­li, że ak­tyw­ność krą­żą­ce­go ACE2 by­ła 100 ra­zy mniej­sza od ak­tyw­no­ści ACE i da­wa­ła się wy­kryć u mniej niż 10% ba­da­nej po­pu­la­cji. Ma­ła ak­tyw­ność ACE2 w krwio­bie­gu mo­że być na­stęp­stwem mniej­sze­go uwal­nia­nia te­go en­zy­mu z błon ko­mó­rek śród­błon­ka w po­rów­na­niu z ACE. ³⁰ Za re­gu­lo­wa­ne uwal­nia­nie ACE2 od­po­wie­dzial­na jest me­ta­lo­pro­te­aza ADA­M17, a w po­rów­na­niu z ACE kon­sty­tu­tyw­ne uwal­nia­nie ACE2 jest nie­wiel­kie. ³¹ Ak­tyw­ność ACE2 i obec­ność te­go biał­ka wy­kry­to w mo­czu zdro­wych lu­dzi, ³² a w in­nym ba­da­niu prze­pro­wa­dzo­no ozna­cze­nia ak­tyw­no­ści ACE2 w mo­czu i su­ro­wi­cy owiec. ²¹ Wy­da­je się za­tem, że ACE2, po­dob­nie jak ACE, jest wy­dzie­la­ny in vi­vo ja­ko roz­pusz­czal­ne biał­ko. Na­le­ża­ło­by usta­lić, czy ilość ACE2 w krwio­bie­gu lub mo­czu zwięk­sza się w pew­nych sta­nach cho­ro­bo­wych z po­wo­du zwięk­sze­nia eks­pre­sji, więk­sze­go uwal­nia­nia z błon ko­mór­ko­wych lub zmniej­szo­nej eli­mi­na­cji z krwio­bie­gu. ³⁰ Cha­rak­te­ry­sty­ka eks­pre­sji ge­nów ko­du­ją­cych ACE i ACE2 w kłę­busz­kach ner­ko­wych u my­szy db/db jest od­wrot­no­ścią te­go, co ob­ser­wu­je się w cew­kach w ko­rze ne­rek. ¹³ W re­zul­ta­cie osta­tecz­ne stę­że­nie w mo­czu mo­że nie od­zwier­cie­dlać miej­sca w ne­fro­nie, w któ­rym na­stę­pu­je pier­wot­na zmia­na.

W ko­rze ne­rek stwier­dzo­no do­brą ko­re­la­cję mię­dzy ilo­ścią biał­ka ACE2 a je­go ak­tyw­no­ścią en­zy­ma­tycz­ną. ¹⁶ Wska­zu­je to, że po­ziom ak­tyw­no­ści czyn­no­ścio­wej w znacz­nym stop­niu za­le­ży od wiel­ko­ści eks­pre­sji biał­ka. Nie stwier­dzi­li­śmy na­to­miast do­dat­niej ko­re­la­cji mię­dzy ak­tyw­no­ścią ACE2 a ilo­ścią mRNA ACE2 w ner­kach my­szy db/db, a tak­że my­szy z cu­krzy­cą in­du­ko­wa­ną strep­to­zo­to­cy­ną. Wy­ni­ki te ilu­stru­ją, że nie moż­na po­le­gać wy­łącz­nie na oce­nie ilo­ści mRNA, kie­dy ana­li­zu­je się zmia­ny do­ty­czą­ce ACE2. Sa­mo ozna­cza­nie mRNA ACE2 mo­że nie od­zwier­cie­dlać róż­nic wy­stę­pu­ją­cych na po­zio­mie po­tran­skryp­cyj­nym. ¹⁶ Trze­ba o tym pa­mię­tać pod­czas in­ter­pre­ta­cji da­nych z ba­dań, w któ­rych opi­sy­wa­no po­li­mor­fi­zmy ge­nu Ace2 w ta­kich cho­ro­bach, jak nad­ci­śnie­nie tęt­ni­cze lub cu­krzy­ca. Pod­kre­śla to do­dat­ko­wo war­tość dys­po­no­wa­nia wia­ry­god­ny­mi me­to­da­mi ozna­cza­nia ak­tyw­no­ści ACE2 w miej­scach moż­li­wych zmian do­ty­czą­cych te­go en­zy­mu, któ­re na­stę­pu­ją w ner­kach i in­nych na­rzą­dach.

Eks­pre­sja ACE2 w ner­kach

W im­mu­no­hi­sto­che­micz­nej ana­li­zie roz­kła­du ACE2 w ner­kach wy­ka­za­no naj­więk­szą in­ten­syw­ność bar­wie­nia na obec­ność te­go en­zy­mu w cew­kach ner­ko­wych. ^{13, 15, 33} Za­rów­no w skraw­kach tkan­ki ne­rek, jak i w ho­dow­lach spo­la­ry­zo­wa­nych ko­mó­rek na­błon­ka ne­rek ACE2 lo­ka­li­zu­je się głów­nie na po­wierzch­ni api­kal­nej, ^{15, 32} skąd mo­że pod­le­gać re­gu­lo­wa­ne­mu pro­te­oli­tycz­ne­mu uwal­nia­niu. ³¹ ACE2 znaj­du­je się rów­nież w kłę­busz­kach ner­ko­wych, cho­ciaż po­ziom eks­pre­sji w ner­kach my­szy jest tam zmniej­szo­ny w po­rów­na­niu z cew­ka­mi ner­ko­wy­mi (patrz ni­żej). Li i wsp. ²² do­ko­na­li sys­te­ma­tycz­nej oce­ny względ­ne­go roz­kła­du ACE2 w ner­ce szczu­ra na po­zio­mie mRNA. W seg­men­tach szczu­rzych ne­fro­nów pod­da­nych mi­kro­pre­pa­ro­wa­niu oce­na pół­i­lo­ścio­wa za po­mo­cą re­ak­cji łań­cu­cho­wej po­li­me­ra­zy z uży­ciem od­wrot­nej trans­kryp­ta­zy (RT­-PCR) ujaw­ni­ła po­wszech­ną eks­pre­sję mRNA ACE2, któ­re­go sto­sun­ko­wo du­żą ilość stwier­dzo­no w po­cząt­ko­wym od­cin­ku cew­ki pro­stej (pę­tli Hen­le­go). Du­ża eks­pre­sja ACE2 w cew­ce bliż­szej wska­zu­je na to, że en­zym ten mo­że re­gu­lo­wać miej­sco­we stę­że­nie Ang II i wy­twa­rzać Ang 1-7. U szczu­rów ACE2 zlo­ka­li­zo­wa­no za po­mo­cą me­tod im­mu­no­hi­sto­che­micz­nych w cew­ce bliż­szej. ³⁴ War­to za­uwa­żyć, że ACE2 wy­stę­pu­je ra­zem z Ang 1-7, zaś in­ten­syw­ność bar­wie­nia cew­ki bliż­szej na obec­ność ACE2 i Ang 1-7 zwięk­sza się w pra­wi­dło­wej cią­ży. ³⁴ Ko­re­lo­wa­ło to ze zwięk­szo­nym wy­da­la­niem Ang 1-7 z mo­czem, na­to­miast w ba­da­niu tym nie ozna­cza­no ACE2 w mo­czu. ³⁴

Le­ly i wsp. ³⁵ do­nie­śli, że u lu­dzi ACE2 ule­ga eks­pre­sji w na­błon­ku ce­wek i kłę­busz­ków ner­ko­wych, a tak­że w ko­mór­kach mię­śni gład­kich na­czyń i w śród­błon­ku tęt­nic mię­dzy­pła­ci­ko­wych. W ma­te­ria­le uzy­ska­nym pod­czas biop­sji ne­rek u pa­cjen­tów z pier­wot­ny­mi i wtór­ny­mi cho­ro­ba­mi ne­rek stwier­dzo­no neo­ek­spre­sję ACE2 w śród­błon­ku ka­pi­lar kłę­busz­ko­wych i oko­ło­cew­ko­wych. ³⁵

Ostat­nio w na­szym la­bo­ra­to­rium wy­ka­za­li­śmy, że ACE2 wy­stę­pu­je ra­zem z mar­ke­ra­mi ko­mó­rek na­błon­ka kłę­busz­ków (po­do­cy­tów), na­to­miast je­go obec­ność w kom­plek­sie po­do­cy­tu i bło­ny szcze­li­no­wa­tej zo­sta­ła po­twier­dzo­na za po­mo­cą im­mu­no­zna­ko­wa­nia zło­tem. ¹⁵ Obec­ność ACE2 zo­sta­ła rów­nież po­twier­dzo­na za po­mo­cą tech­ni­ki We­stern blot­ting i im­mu­no­flu­ore­scen­cji w ho­dow­li unie­śmier­tel­nio­nych po­do­cy­tów. ³⁶ Ve­lez i wsp. ³⁷ zba­da­li prze­twa­rza­nie sub­stra­tów an­gio­ten­sy­ny w ho­dow­li ko­mó­rek na­błon­ka kłę­busz­ków. Wy­ka­za­li, że w po­do­cy­tach na­stę­pu­je eks­pre­sja funk­cjo­nal­ne­go, we­wnętrz­ne­go ukła­du re­ni­na­-an­gio­ten­sy­na cha­rak­te­ry­zu­ją­ce­go się ak­tyw­no­ścią ne­pry­li­zy­ny, ami­no­pep­ty­da­zy A, ACE2 i re­ni­ny, któ­ra pro­wa­dzi głów­nie do wy­twa­rza­nia Ang 1-7 i Ang 1-9 oraz de­gra­da­cji Ang II. ³⁷

W na­szym la­bo­ra­to­rium oce­ni­li­śmy cha­rak­te­ry­sty­kę bar­wie­nia kłę­busz­ków na obec­ność ACE2 i ACE u my­szy z cu­krzy­cą i u zwie­rząt z gru­py kon­tro­l­nej. ¹⁵ W zmie­nio­nych pod wpły­wem cu­krzy­cy ner­kach my­szy db/db w wie­ku 8 ty­go­dni bar­wie­nie kłę­busz­ków me­to­dą im­mu­no­lo­gicz­ną na obec­ność ACE2 jest zmniej­szo­ne. W prze­ci­wień­stwie do te­go eks­pre­sja ACE w kłę­busz­kach my­szy db/db z cu­krzy­cą jest zwięk­szo­na w po­rów­na­niu z do­bra­ny­mi pod wzglę­dem wie­ku zwie­rzę­ta­mi z gru­py kon­tro­l­nej bez cu­krzy­cy. ¹⁵ Ti­kel­lis i wsp. ³³ stwier­dzi­li od­wrot­ną cha­rak­te­ry­sty­kę u szczu­rów z cu­krzy­cą in­du­ko­wa­ną strep­to­zo­to­cy­ną. Bar­wie­nie kłę­busz­ków na obec­ność ACE2 u my­szy jest jed­nak słab­sze niż u szczu­rów, a więc moż­li­wa jest róż­ni­ca mię­dzy ga­tun­ka­mi. U lu­dzi, po­dob­nie jak u my­szy, wy­bar­wia­nie się kłę­busz­ków jest słab­sze niż wy­bar­wia­nie się ce­wek ner­ko­wych. ³⁸

Moż­li­we zna­cze­nie zmian do­ty­czą­cych ACE2 w cho­ro­bach ne­rek

Ja­kie mo­że być zna­cze­nie zmniej­sze­nia ak­tyw­no­ści ACE2 i zwięk­sze­nia ak­tyw­no­ści ACE na po­zio­mie kłę­busz­ków ner­ko­wych? Stwier­dzi­li­śmy, że u my­szy z cu­krzy­cą ta­ka kom­bi­na­cja mo­że sprzy­jać uszko­dze­niu ne­rek, po­wo­du­jąc na­gro­ma­dze­nie Ang II lub zmniej­sze­nie wy­twa­rza­nia Ang 1-7. ¹⁵ Aby zba­dać tę hi­po­te­zę, po­słu­ży­li­śmy się swo­istym in­hi­bi­to­rem ACE2, MLN­-4760, w ce­lu zmniej­sze­nia ak­tyw­no­ści ACE2. Po­da­wa­nie MLN­-4760 przez 16 ty­go­dni zwięk­sza­ło u my­szy db/db al­bu­mi­nu­rię. ¹⁵ Wią­za­ło się to z na­si­le­niem eks­pre­sji fi­bro­nek­ty­ny w kłę­busz­kach. W in­nym mo­de­lu cu­krzy­cy (u my­szy otrzy­mu­ją­cych strep­to­zo­to­cy­nę) So­ler i wsp. ¹⁴ stwier­dzi­li, że w na­stęp­stwie po­da­wa­nia MLN­-4760 do­cho­dzi­ło za­rów­no do eks­pan­sji me­zan­gium kłę­busz­ków, jak i do zwięk­sze­nia wy­da­la­nia al­bu­min. Za­uwa­ży­li­śmy po­nad­to, że eks­pre­sja ACE w kłę­busz­kach u my­szy otrzy­mu­ją­cych strep­to­zo­to­cy­nę by­ła zwięk­szo­na i ule­ga­ła dal­sze­mu wzro­sto­wi po po­da­niu MLN­-4760. ¹⁴ Jak przed­sta­wio­no na ry­ci­nie 1, zmia­ny do­ty­czą­ce ACE i ACE2 mo­gą wspól­nie re­gu­lo­wać stę­że­nie róż­nych pep­ty­dów an­gio­ten­sy­ny. Sche­mat przed­sta­wio­ny na ry­ci­nie 1 wska­zu­je, że po­łą­cze­nie ma­łej ak­tyw­no­ści ACE i du­żej ak­tyw­no­ści ACE2 pro­wa­dzi­ło­by do zmniej­sze­nia miej­sco­we­go wy­twa­rza­nia Ang II oraz zwięk­sze­nia wy­twa­rza­nia Ang 1-7.

Kom­bi­na­cja zwięk­szo­nej ak­tyw­no­ści ACE i zmniej­szo­nej ak­tyw­no­ści ACE2 w kłę­busz­kach po­win­na na­to­miast sprzy­jać zwięk­szo­ne­mu gro­ma­dze­niu się Ang II w kłę­busz­kach oraz zwięk­sze­niu ich prze­pusz­czal­no­ści, ob­ja­wia­ją­ce­mu się al­bu­mi­nu­rią. Ta hi­po­te­za nie mu­si być sprzecz­na z do­mi­nu­ją­cym obec­nie po­glą­dem o zwięk­szo­nym wy­twa­rza­niu Ang II w ner­ce w prze­bie­gu ne­fro­pa­tii cu­krzy­co­wej. Moż­li­we jest bo­wiem, iż w kłę­busz­kach u my­szy z cu­krzy­cą do­cho­dzi za­rów­no do zwięk­sze­nia wy­twa­rza­nia Ang II, jak i do zmniej­sze­nia jej de­gra­da­cji, co przy­czy­nia­ło­by się do jesz­cze więk­sze­go uszko­dze­nia ne­rek.

W ba­da­niach prze­pro­wa­dzo­nych na zwie­rzę­tach, u któ­rych do­ko­na­no ge­ne­tycz­nej abla­cji ACE2, wy­ka­za­no roz­wój uszko­dzeń ne­rek, zwłasz­cza w kłę­busz­kach, cho­ciaż uszko­dze­nie kłę­busz­ków ob­ser­wo­wa­no ty­ko u star­szych zwie­rząt. U sam­ców my­szy z ge­ne­tycz­ną abla­cją ACE2 do­cho­dzi­ło do wcze­sne­go gro­ma­dze­nia się ko­la­ge­nu włó­kien­ko­we­go w me­zan­gium kłę­busz­ków, a u zwie­rząt w wie­ku 12 mie­się­cy stwier­dza­no roz­wój stward­nie­nia kłę­busz­ków. Sa­mi­ce my­szy po­zba­wio­ne ge­nu ko­du­ją­ce­go ACE2 (Ace2–/–) by­ły względ­nie chro­nio­ne przed ty­mi zmia­na­mi. Wy­da­la­nie al­bu­min z mo­czem by­ło zwięk­szo­ne w po­rów­na­niu z do­bra­ny­mi pod wzglę­dem wie­ku my­sza­mi z gru­py kon­tro­l­nej. ³⁹ Tym zmia­nom struk­tu­ral­nym i czyn­no­ścio­wym w kłę­busz­kach u sam­ców po­zba­wio­nych ge­nu Ace2 moż­na by­ło za­po­bie­gać po­przez po­da­wa­nie an­ta­go­ni­sty re­cep­to­ra Ang II ty­pu 1, ir­be­sar­ta­nu. Uszko­dze­nie kłę­busz­ków zwią­za­ne z de­le­cją ge­nu Ace2 u sam­ców my­szy by­ło do­dat­ko­wo na­si­la­ne przez cu­krzy­cę. ⁴⁰ W tym now­szym ba­da­niu my­szy ge­ne­tycz­nie po­zba­wio­ne ACE2 zo­sta­ły skrzy­żo­wa­ne z my­sza­mi Aki­ta, sta­no­wią­cy­mi mo­del cu­krzy­cy ty­pu 1. U my­szy z cu­krzy­cą po­zba­wio­nych ge­nu Ace2 (Ace2–/yIn­s2 WT/C96Y) stwier­dzo­no dwu­krot­nie zwięk­szo­ne wy­da­la­nie al­bu­min z mo­czem w po­rów­na­niu z my­sza­mi Aki­ta, któ­rych nie po­zba­wio­no ge­nu Ace2. Zwięk­sze­niu ilo­ści ma­cie­rzy me­zan­gium i gru­bo­ści bło­ny we­wnętrz­nej kłę­busz­ków u my­szy Ace2–/yIn­s2 WT/C96Y to­wa­rzy­szy­ło na­si­lo­ne bar­wie­nie kłę­busz­ków na obec­ność fi­bro­nek­ty­ny i α-ak­ty­ny mię­śni gład­kich. Nie stwier­dzo­no róż­nic ci­śnie­nia tęt­ni­cze­go ani czyn­no­ści ser­ca, któ­re tłu­ma­czy­ły­by na­si­le­nie uszko­dze­nia ne­rek. Choć u my­szy z cu­krzy­cą stę­że­nie Ang II w ner­kach nie by­ło zwięk­szo­ne, po­da­wa­nie an­ta­go­ni­sty re­cep­to­ra Ang II zmniej­sza­ło wy­da­la­nie al­bu­min z mo­czem u my­szy Ace2–/yIn­s2 WT/C96Y. Po­zwa­la to są­dzić, że przy­spie­sze­nie uszko­dze­nia kłę­busz­ków u tych my­szy jest za­leż­ne od Ang II. ⁴⁰

ACE2 a nad­ci­śnie­nie tęt­ni­cze

W prze­ło­mo­wej pra­cy Crac­ko­we­ra i wsp., ⁴¹ w któ­rej opi­sa­no przede wszyst­kim wy­eli­mi­no­wa­nie eks­pre­sji ge­nu Ace2 i zwią­za­ną z tym pa­to­lo­gię ser­ca, do­nie­sio­no rów­nież o zmniej­sze­niu ilo­ści ACE2 na po­zio­mie ge­nu i biał­ka w ner­kach w trzech od­dziel­nych szczu­rzych mo­de­lach nad­ci­śnie­nia (sa­mo­ist­ne­go lub in­du­ko­wa­ne­go die­tą). W róż­nych re­kom­bi­no­wa­nych mo­de­lach szczu­rzych zi­den­ty­fi­ko­wa­no kil­ka miejsc ce­chy ilo­ścio­wej (QTL – qu­an­ti­ta­ti­ve tra­ce lo­ci) dla nad­ci­śnie­nia tęt­ni­cze­go. ⁴¹ Gen Ace2 znaj­du­je się na chro­mo­so­mie X i na tym sa­mym chro­mo­so­mie wy­ma­po­wa­no QTL dla nad­ci­śnie­nia tęt­ni­cze­go w kil­ku szczu­rzych mo­de­lach nad­ci­śnie­nia. ⁴¹ Na pod­sta­wie ob­ser­wa­cji Crac­ko­we­ra i wsp., ⁴¹ iż gen Ace2 da­je się wy­ma­po­wać w miej­scu zde­fi­nio­wa­ne­go QTL na chro­mo­so­mie X, Ace2 sta­je się ge­nem kan­dy­da­tem, któ­re­go obec­ność mo­że tłu­ma­czyć ist­nie­nie lo­ci ge­no­wych po­wią­za­nych z nad­ci­śnie­niem.

Ostat­nio Ti­kel­lis i wsp. ⁴² wy­ka­za­li, że cha­rak­te­ry­sty­ka roz­wo­jo­wa eks­pre­sji ACE2 w ner­kach u szczu­rów z sa­mo­ist­nym nad­ci­śnie­niem tęt­ni­czym (SHR) zmie­nia się przed wy­stą­pie­niem nad­ci­śnie­nia. W szcze­gól­no­ści stwier­dzo­no, że wy­stą­pie­nie nad­ci­śnie­nia by­ło po­prze­dzo­ne zwięk­szo­ną eks­pre­sją i ak­tyw­no­ścią ACE2 w cew­kach ner­ko­wych u szczu­rów SHR. W mo­men­cie wzro­stu ci­śnie­nia tęt­ni­cze­go w wie­ku 6 ty­go­dni eks­pre­sja ACE2 w cew­kach ner­ko­wych u szczu­rów SHR jest już jed­nak zmniej­szo­na w po­rów­na­niu ze szczu­ra­mi Wi­star­-Ky­oto (WKY). W cza­sie roz­wo­ju ne­rek eks­pre­sja ACE2 nie zmie­nia się istot­nie w ner­kach szczu­rów SHR, na­to­miast w ner­kach szczu­rów WKY ule­ga ona zwięk­sze­niu. ⁴² Ta ob­ser­wa­cja wy­da­je się zgod­na z po­glą­dem, iż ak­tyw­ność ACE2 w ner­kach szczu­rów z nad­ci­śnie­niem tęt­ni­czym jest zmniej­szo­na.

U lu­dzi prze­pro­wa­dzo­no tyl­ko nie­licz­ne ba­da­nia w ce­lu oce­ny moż­li­we­go związ­ku po­li­mor­fi­zmów ge­nu Ace2 z nad­ci­śnie­niem tęt­ni­czym. W trzech ba­da­niach prze­pro­wa­dzo­nych w chiń­skich ko­hor­tach stwier­dzo­no zwią­zek mię­dzy po­li­mor­fi­zma­mi po­je­dyn­czych nu­kle­oty­dów w ob­rę­bie ge­nu Ace2 a ci­śnie­niem tęt­ni­czym u ko­biet z ze­spo­łem me­ta­bo­licz­nym, ⁴³ a tak­że u ko­biet z nad­ci­śnie­niem pier­wot­nym. ^{44, 45} Wy­da­je się po­nad­to, że je­den z al­le­li ge­nu Ace2 zwią­za­nych z wyż­szym ci­śnie­niem tęt­ni­czym wią­zał się też z ry­zy­kiem zmniej­szo­nej od­po­wie­dzi hi­po­ten­syj­nej na in­hi­bi­to­ry ACE. ⁴⁵ W in­nym ba­da­niu nie stwier­dzo­no związ­ku mię­dzy po­li­mor­fi­zma­mi ge­nu Ace2 a wy­stę­po­wa­niem nad­ci­śnie­nia pier­wot­ne­go u bia­łych Au­stra­lij­czy­ków po­cho­dze­nia an­glo­cel­tyc­kie­go. ⁴⁶ Ro­la ge­nu Ace2 ja­ko czyn­ni­ka pre­dys­po­nu­ją­ce­go do nad­ci­śnie­nia po­zo­sta­je nie­wy­ja­śnio­na. Ko­niecz­ne są dal­sze ba­da­nia w ce­lu usta­le­nia, czy na roz­bież­ne wy­ni­ki ana­liz sprzę­żeń ge­ne­tycz­nych ma wpływ po­cho­dze­nie et­nicz­ne oce­nia­nych ko­hort. Po­szu­ki­wa­no rów­nież związ­ku po­li­mor­fi­zmów ge­nu Ace2 z oce­nia­ny­mi echo­kar­dio­gra­ficz­nie pa­ra­me­tra­mi ma­sy, bu­do­wy i czyn­no­ści le­wej ko­mo­ry w po­pu­la­cji ogól­nej. ⁴⁷ Ba­da­nie to do­star­czy­ło pew­nych da­nych wska­zu­ją­cych, że wa­rian­ty ge­nu Ace2 mo­gą być zwią­za­ne z ma­są i prze­ro­stem le­wej ko­mo­ry u męż­czyzn, na­to­miast ani u męż­czyzn, ani u ko­biet nie stwier­dzo­no związ­ku z ci­śnie­niem tęt­ni­czym. W ba­da­niu, w któ­rym oce­nia­no prób­ki uzy­ska­ne pod­czas biop­sji ner­ki u lu­dzi, stwier­dzo­no istot­ną ko­re­la­cję mię­dzy ilo­ścią mRNA ACE i ACE2 w róż­nych cho­ro­bach ne­rek. ⁴⁸ Ko­re­la­cja ta by­ła bar­dzo istot­na sta­ty­stycz­nie (p<0,001), ale sto­sun­ko­wo sła­ba (r=0,396). War­to za­uwa­żyć, że sto­su­nek ACE do ACE2 był istot­nie więk­szy u osób z nad­ci­śnie­niem niż u osób bez nad­ci­śnie­nia. Te wy­ni­ki są zgod­ne z kon­cep­cją, że ACE2 mo­że peł­nić funk­cję ja­ko czyn­nik utrzy­mu­ją­cy od­po­wied­nią rów­no­wa­gę ak­tyw­no­ści miej­sco­we­go ukła­du re­ni­na­-an­gio­ten­sy­na w ner­kach, gdyż je­go dzia­ła­nie jest prze­ciw­staw­ne dzia­ła­niom ACE.

Do­stęp­ne są rów­nież da­ne wska­zu­ją­ce na zmia­ny do­ty­czą­ce ACE2 w nad­ci­śnie­niu zwią­za­nym z cią­żą. ⁴⁹ Joy­ner i wsp. ⁴⁹ prze­ana­li­zo­wa­li wspól­ne wy­stę­po­wa­nie Ang 1-7 i ACE2, a tak­że to, czy ich zmia­ny w cią­ży pra­wi­dło­wej lub prze­bie­ga­ją­cej z nad­ci­śnie­niem tęt­ni­czym na­stę­pu­ją rów­no­le­gle. Au­to­rzy stwier­dzi­li, że w pra­wi­dło­wej cią­ży na­stę­pu­ją rów­no­cze­sne zmia­ny ACE2 i Ang 1-7, co wska­zu­je na to, że ACE2 od­gry­wa ro­lę w re­gu­la­cji ner­ko­we­go stę­że­nia Ang 1-7 w po­ło­wie oraz pod ko­niec cią­ży. ⁴⁹ Na­to­miast u cię­żar­nych sa­mic szczu­rów z nad­ci­śnie­niem tęt­ni­czym ak­tyw­ność ACE2 w ko­rze i rdze­niu po­zo­sta­ła nie­zmie­nio­na, zaś stę­że­nie Ang 1-7 by­ło zmniej­szo­ne. Na tej pod­sta­wie wy­wnio­sko­wa­no, że zmniej­sze­nie za­war­to­ści Ang 1-7 w ner­kach mi­mo bra­ku jed­no­cze­sne­go zmniej­sze­nia ak­tyw­no­ści ACE2 wska­zu­je na udział in­nych en­zy­mów two­rzą­cych lub roz­kła­da­ją­cych Ang 1-7 w cią­ży prze­bie­ga­ją­cej z nad­ci­śnie­niem tęt­ni­czym. ⁴⁹

Ge­ne­tycz­na abla­cja ACE2 mo­że nie wy­wo­ły­wać sa­mo­ist­ne­go nad­ci­śnie­nia tęt­ni­cze­go. Opi­sa­no dwa róż­ne mo­de­le eli­mi­na­cji ACE2, zaś nad­ci­śnie­nie tęt­ni­cze nie jest jaw­ną ce­chą żad­ne­go z tych fe­no­ty­pów. ^{41, 50} W ba­da­niu, któ­re prze­pro­wa­dzi­li Gur­ley i wsp., ⁵⁰ w mo­de­lu my­sim na pod­ło­żu szcze­pu C57BL/6 brak ACE2 wią­zał się z tyl­ko nie­wiel­kim wzro­stem ci­śnie­nia tęt­ni­cze­go, na­to­miast u my­szy 129/SvEv brak ACE2 nie wpły­wał na ci­śnie­nie tęt­ni­cze. Nie ozna­cza to jed­nak, że ACE2 nie od­gry­wa ro­li w re­gu­la­cji ci­śnie­nia tęt­ni­cze­go. Po ostrej eks­po­zy­cji na wlew Ang II jej stę­że­nie w oso­czu by­ło nie­mal trzy­krot­nie więk­sze u my­szy po­zba­wio­nych ACE2 niż w gru­pie kon­tro­l­nej. U my­szy po­zba­wio­nych ACE2 ob­ser­wo­wa­no też znacz­nie więk­sze ci­śnie­nie tęt­ni­cze niż w gru­pie kon­tro­l­nej. ⁵⁰ Jak wy­ka­za­no za po­mo­cą spek­tro­me­trii ma­so­wej z wy­ko­rzy­sta­niem tech­ni­ki MAL­DI­-TOF (ma­trix­-as­si­sted la­ser de­sorp­tion/io­ni­za­tion ti­me­-of­-fli­ght), cięż­kie nad­ci­śnie­nie ob­ser­wo­wa­ne u my­szy po­zba­wio­nych ACE2 wią­za­ło się ze zwięk­szo­nym gro­ma­dze­niem Ang II w ner­kach. ⁵⁰ To ba­da­nie do­star­czy­ło sil­nych do­wo­dów, iż cał­ko­wi­ty brak ACE2 mo­że pro­wa­dzić do wzro­stu ci­śnie­nia tęt­ni­cze­go w wa­run­kach nad­mia­ru Ang II. Na pod­sta­wie wy­ni­ków te­go ba­da­nia nie moż­na jed­nak stwier­dzić, czy względ­ny nie­do­bór lub nad­miar ACE2 wpły­wa na ci­śnie­nie tęt­ni­cze. Aby bar­dziej bez­po­śred­nio oce­nić ro­lę ACE2 w re­gu­la­cji ci­śnie­nia tęt­ni­cze­go, po­słu­ży­li­śmy się ostat­nio re­kom­bi­no­wa­nym ACE2 (rA­CE2) po­da­wa­nym przez 3 dni za po­mo­cą mi­ni­pomp osmo­tycz­nych w po­łą­cze­niu z wle­wem Ang II lub bez nie­go. ⁵¹ Jed­no­cze­sne po­da­wa­nie rA­CE2 za­po­bie­ga­ło wzro­sto­wi ci­śnie­nia tęt­ni­cze­go wy­wo­ły­wa­ne­mu przez Ang II. ⁵¹ Co wię­cej, stę­że­nie Ang II w oso­czu by­ło znacz­nie zmniej­sza­ne w wy­ni­ku po­da­wa­nia rA­CE2, co do­wo­dzi waż­nej ro­li te­go en­zy­mu w de­gra­da­cji Ang II. ⁵¹ Moż­na więc są­dzić, że sto­so­wa­nie rA­CE2 mo­gło­by od­gry­wać ro­lę w le­cze­niu nad­ci­śnie­nia tęt­ni­cze­go za­leż­ne­go od Ang II, co z ko­lei otwie­ra moż­li­wo­ści opra­co­wa­nia me­tod te­ra­pii opar­tych na po­da­wa­niu mo­du­la­to­rów ACE2, któ­re by­ły­by zdol­ne do se­lek­tyw­ne­go zwięk­sza­nia ak­tyw­no­ści ACE2.

Wnio­ski

ACE2 jest je­dy­nym en­zy­ma­tycz­nie ak­tyw­nym ho­mo­lo­giem ACE i od­gry­wa istot­ną ro­lę w utrzy­my­wa­niu od­po­wied­niej rów­no­wa­gi ak­tyw­no­ści ukła­du re­ni­na­-an­gio­ten­sy­na. ACE2 mo­że dzia­łać po­przez za­po­bie­ga­nie gro­ma­dze­niu się Ang II lub zwięk­sza­nie wy­twa­rza­nia Ang 1-7. Do­stęp­nych jest też co­raz wię­cej da­nych wska­zu­ją­cych, że zmia­ny do­ty­czą­ce ACE2 mo­gą od­gry­wać ro­lę w sta­nach cho­ro­bo­wych, ta­kich jak eks­pe­ry­men­tal­na ne­fro­pa­tia cu­krzy­co­wa i być mo­że nad­ci­śnie­nie tęt­ni­cze. Zba­da­nie ro­li ACE2 w tych dwóch czę­sto wy­stę­pu­ją­cych cho­ro­bach oraz usta­le­nie, czy efek­ty dzia­ła­nia te­go en­zy­mu są za­leż­ne od Ang II, czy od Ang 1-7 i in­nych bio­lo­gicz­nie ak­tyw­nych pep­ty­dów, któ­re rów­nież są sub­stra­ta­mi ACE2, otwo­rzy moż­li­wo­ści okre­śle­nia no­wych ce­lów te­ra­peu­tycz­nych w nad­ci­śnie­niu tęt­ni­czym.