楊衛振,脫紅芳,彭彥輝
(河北省人民醫院,石家莊050051)
急性胰腺炎(AP)是一種起病急、進展快、病情重、可涉及全身各個臟器組織的急腹癥。在AP發病機制中,促炎因子和抗炎因子失衡理論逐漸被重視。干預AP時信號轉導通路中關鍵細胞因子的調控,遏制觸發炎癥介質的“瀑布樣級聯反應”,達到抑制AP進展的治療新方法正被關注。目前針對AP實驗室治療研究的細胞因子包括TNF-α、IL-6、ICAM-1等。本文就分子生物學中研究熱點的幾種細胞因子與AP的關系予以綜述。
1.1 NF-κB簡介 NF-κB是一種能與免疫球蛋白κ輕鏈基因增強子κB序列(GGGACTTTC)特異結合的核蛋白因子。它是由Rel家族構成的二聚體蛋白,具有1個由300個氨基末端組成的Rel同源結構域。靜息狀態下NF-κB蛋白分子中Rel功能區與其抑制蛋白IκB的5~7個錨蛋白重復序列結合形成無活性的三聚體,以抑制NF-κB分子由胞質向核移位。當受到外界因素刺激時,IκB磷酸化,通過迅速激活泛素—蛋白酶體途徑,暴露出NLS和DNA結合位點,激活NF-κB的核定位信號,發生核易位,引起相應基因的轉錄[1]。
1.2 NF-κB與AP的關系 NF-κB是廣泛存在于人體多種細胞的轉錄因子,是多種細胞因子、化學趨化因子、黏附分子、生長因子和免疫受體等基因表達的樞紐,也是參與機體免疫炎癥反應的快速反應因子,在AP發病機制學說中起重要作用。Meng等[2]在大鼠AP模型中觀察到,建立模型后NF-κB主要在胰腺腺泡細胞的胞質表達,3 h時出現表達高峰,指出NF-κB高表達在誘發AP反應中作用明顯。Chen等[3]采用腺病毒作為載體,使NF-κB活性亞單位ReL/P65的基因與腺病毒的DNA片段進行整合,并通過胰管注射注入胰腺,NF-κB目的基因在胰腺內表達,產生大量活化的NF-κB,對照組未出現上述改變。
1.3 NF-κB治療實驗研究 實驗中對NF-κB通道的控制可采取兩種方法[4]:①通過藥物或特異抗體拮抗相關因子;②通過基因操作的方法建立相關因子不表達或受體不表達。治療藥物主要包括IκB激酶(IKK)抑制劑、P38MAP抑制劑、抗氧化劑、蛋白酶體抑制劑、糖皮質激素、非甾體類抗炎藥物等?;蛑委熤饕ㄖ苯拥幕蜣D移、反義核因子寡核苷酸和核因子圈套寡聚脫氧核苷酸、RNA干擾等。上述治療方法通過不同途徑抑制NF-κB活化,阻斷炎癥信號轉導通路,降低炎性介質和炎性因子釋放,從而減輕實驗中AP的病情進展。NF-κB可作為AP有價值的治療靶點。
2.1 TRAF6簡介 TRAF6是TNF超家族和Toll樣/IL-1受體(TIR)超家族重要的接頭分子。家族中包括7個密切相關的蛋白,其中TRAF6由530個氨基酸組成。LRs的信號轉導通路中,TLR4與MyD88相互作用誘導IL-1受體相關激酶(IRAK)磷酸化,IRAK脫離MyD88與TRAF6結合后活化轉化生長因子B激酶1(TAK1),進一步活化NF-κB激酶(NIK),NIK再激活IKK復合體,使IκB泛素化而被降解,致使IκB與NF-κB解離,NF-κB遷移到胞核內,導致一系列特定基因的表達,從而產生原發性致炎因子(TNF-α、IL-1等),完成炎癥的信號轉導過程[5]。
2.2 TRAF6與AP的關系 TRAF6是直接參與TNFR家族和IL-1R/TLR超家族信號傳導的信號銜接蛋白,在固有免疫和獲得性免疫、炎癥、組織內環境穩定中發揮著重要作用。實驗采用TRAF6基因敲除小鼠模型中TLR2、TLR5、TLR7、TLR9受體在相應病原體的刺激下不能激活NF-κB。Zhou等[6]研究發現,在小鼠AP時TRAF6在胰腺組織和肺組織上表達有先降后升的趨勢,并認為TLR4-TRAF6通路參與了胰腺炎癥及胰腺炎相關的肺損傷,其機制可能是觸發了某些凋亡相關的信號通路。Lomaga等[7]發現TRAF6缺失小鼠明顯降低 LPS誘導的NF-κB和誘生型NO合成酶的活性,并導致IL-1和IL-18信號傳導障礙,使機體對LPS低反應。有研究表明通過TRAF6基因沉默可顯著降低LPS誘導的c-Jun氨基末端激酶和I-KB磷酸化。
2.3 TRAF6治療實驗研究 Chen等[8]實驗研究發現,誘導性熱休克蛋白70作為TRAF6的C端結構域結合,抑制其介導的NF-κB活化,以達到治療炎癥的目的。Chen等設計出與TRAF6的C端TRAF結構域結合的干擾RNA,其抑制TRAF6蛋白表達,阻斷其介導的CD40和LI-1信號,從而減輕炎癥的發展。鑒于TRAF6能同時介導多條信號通路,因此有望通過拮抗TRAF6的表達來治療AP。
3.1 PAF簡介 PAF是由血小板、中性粒細胞等多種細胞產生的具有強大生物學活性的磷脂類介質,生理狀態下是以前體形式儲存在細胞膜內,當機體受到TNF、白三烯、內毒素等炎性介質刺激后,磷脂酶A2被激活、形成并釋放活性的PAF,與PAF受體結合,激活磷脂酰肌醇、細胞內信使系統,相關蛋白激酶誘導絲氨酸、酪氨酸等發生磷酸化,傳遞信息從而發揮生物效應[9]。
3.2 PAF與AP關系 PAF作為AP時最關鍵的強效脂質性炎癥介質,在加重胰腺微循環障礙、誘導胰腺持續缺血和壞死的同時,又在促進急性炎癥反應中發揮中心樞紐的作用[10]。在AP早期造模實驗中,胰腺損傷的程度與胰腺組織PAF-R mRNA表達水平一致。AP中PAF的作用機制[11]包括:活化血小板,使血小板黏附、聚集,形成血栓,由于胰腺動脈常為終末支,致使胰腺的血流灌注不足,加重胰腺微循環障礙,致胰腺缺血、壞死;與TNF、IL-6等細胞因子相互誘導合成及釋放,協同參與,使細胞因子間網絡調控紊亂,并激活炎性細胞,加重組織破壞;胰腺內游離鈣水平升高,損傷胰腺細胞,加重胰腺外分泌及胰酶活化。
3.3 PAF治療實驗研究 新近的研究顯示PAF受體拮抗劑可有效抑制PAF在AP中的致病作用。銀杏苦內酯B(BN52021)能拮抗PAF與其受體結合,使PAF不能通過G蛋白轉導激活效應器酶,從而阻斷PAF受體信號轉導[12]。Pooran等[13]研究發現PAF拮抗劑BB-882在實驗性AP模型中可以顯著降低血清淀粉酶,并改善胰腺組織學評分,降低動物死亡率。在臨床試驗中BB-882顯著降低SAP患者的血清IL-6、IL-8水平,降低器官衰竭的發生率,改善SAP患者的住院時間。PAF與SAP有關的全身炎性反應綜合征逆轉的結果令人鼓舞。
4.1 RIP3簡介 RIPs是一類具有特異的絲氨酸/蘇氨酸激酶活性的蛋白。今發現RIP家族成員已有7種。它們在結構上具有一段同源性較高的Ser/ Thr特異的保守激酶結構域。RIP3廣泛表達于胚胎和大量的成熟組織中。它定位于人染色體14qll.2,是一個在腫瘤發生中多發基因突變的區域。體外激酶分析實驗表明,RIP3是一個會發生自磷酸化的激酶。
4.2 RIP3與AP關系 最新研究發現,RIP3作為TNF誘導的細胞凋亡與細胞壞死相互轉換的分子開關,RIP3是多種細胞壞死所必需的。王曉東等[14]利用高通量RNAi篩選技術鑒定了RIPK1的同家族蛋白RIP3是調控TNF-α誘導性細胞壞死的關鍵蛋白。并發現RIP3只在一些細胞中選擇性表達,其表達跟TNF-α誘導性細胞壞死密切相關。韓家淮等指出RIP3通過激活關鍵代謝酶的活性調節TNF介導的活性氧簇產量,活性氧簇能促進RIP3誘導細胞壞死。揭示細胞能量代謝的調節會影響細胞選擇不同的死亡方式。指出RIP3表達量高細胞則走向壞死路徑,表達量低細胞則走向凋亡路徑。
細胞凋亡是一種正常的生理現象,而細胞壞死則是病理性變化。細胞壞死常引發組織急性炎癥。實驗研究發現胰腺腺泡細胞對損傷的反應在評價疾病嚴重程度中起重要作用,可以通過誘導胰腺細胞凋亡的方法減少細胞壞死而治療AP。在雨蛙素誘導的小鼠AP模型中,RIP3基因敲除的鼠血清淀粉酶明顯降低,胰腺細胞的壞死顯著減少,有效降低了胰腺組織的損傷。
目前對RIP3的研究甚少,但通過對凋亡機制的進一步研究,使人們更深入地了解了細胞壞死以及與細胞壞死相關疾病的病因,如果我們能夠有效抑制RIP3的活性,就能在一定程度上控制細胞死亡方式,對那些由細胞死亡導致的相關疾病就可能起到減輕或治療的作用。RIP3可成為AP的治療靶點。
限于當前科學知識及技術的發展,在AP靶向治療的過程中存在許多問題:①對炎癥傳導通路中的關鍵性細胞因子生物學功能不完全了解;②對炎癥信號轉導各通路機制了解不夠透徹;③各個信號通路之間形成相互交叉、相互代償的轉導網絡;④具體藥物的作用機制尚不明確,存在毒副作用。針對細胞因子靶向治療出現的問題,需以功能明確的特異性炎癥細胞分子作為靶點,進行多靶點聯合治療,增加藥物的特異性和針對性,降低其毒副反應,提高靶向治療的效率。目前單獨針對單靶點分子的治療效果不理想,且以細胞因子為靶點治療多處于動物實驗階段。相信隨著基礎研究的不斷深入,AP發病機制會逐漸明確,更多功能明確的特異性靶點分子被確定,分子靶向治療一定可以在不久的將來給AP治療帶來更多改變。
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