综述：碳酸酐酶I和II作为人类疾病中的生物标志物与治疗靶点：从生理学研究到临床应用

《International Journal of Molecular Sciences》：Carbonic Anhydrase I and II as Biomarkers and Therapeutic Targets in Human Disease: From Physiology to Clinical Translation

　　

摘要

碳酸酐酶（CA）是一类含锌的金属酶，能够催化二氧化碳和水可逆地转化为碳酸氢盐和质子，从而维持酸碱平衡、调节pH值并参与离子转运。在人类细胞质中的各种亚型中，碳酸酐酶I（CA I）和碳酸酐酶II（CA II）含量丰富且具有重要的临床意义，但在关于碳酸酐酶家族的广泛讨论中，它们各自的功能常常被忽视。本综述探讨了CA I和CA II在青光眼、动脉粥样硬化与血管钙化、贫血、癫痫、阿尔茨海默病、阻塞性睡眠呼吸暂停、肥胖相关代谢紊乱以及某些癌症中作为生物标志物和治疗靶点的作用。在青光眼领域，CA II是更为成熟的药物靶点，乙酰唑胺和苏利塔米在阻塞性睡眠呼吸暂停治疗中展现出潜力，同时通过调节pH值、依赖碳酸氢盐的信号传导以及影响线粒体功能，可能对癫痫和神经退行性疾病也有作用。而CA I则更适合作为与疾病相关的生物标志物，尤其是在涉及红细胞更新、炎症、贫血和恶性肿瘤的疾病中，不过循环中的CA I水平可能会受到溶血和红细胞动态变化的影响。要实现其临床应用，就需要开发能够选择性作用于特定亚型的调节剂、实现组织定向递送、建立标准化的生物标志物检测方法，以及构建能够区分由碳酸酐酶直接作用引起的变化与疾病间接影响的机制模型。