α7煙堿型乙酰膽堿受體與炎癥的調(diào)節(jié)作用

劉志剛

（濟(jì)南市婦幼保健院兒科，山東 濟(jì)南 250001）

α7煙堿型乙酰膽堿受體與炎癥的調(diào)節(jié)作用

劉志剛

（濟(jì)南市婦幼保健院兒科，山東 濟(jì)南 250001）

在神經(jīng)系統(tǒng)和非神經(jīng)膽堿能系統(tǒng)（NNAS）中，α7煙堿型乙酰膽堿受體（α7nAChR）表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和豐富性，是典型N受體，屬于典型介導(dǎo)神經(jīng)抗炎通路的關(guān)鍵分子。適量的促炎因子有利于激活免疫系統(tǒng)清除病原體，并可促進(jìn)組織修復(fù)；過(guò)量的促炎因子則可造成組織損傷。膽堿能神經(jīng)抗炎通路對(duì)炎性反應(yīng)的調(diào)節(jié)越來(lái)越受到人們的重視，本文主要綜述α7nAChR在膽堿能抗炎途徑、免疫活性細(xì)胞抗炎作用及血管內(nèi)皮細(xì)胞上及抗炎作用。

α7nAChR；膽堿能抗炎作用；免疫細(xì)胞

在神經(jīng)系統(tǒng)和非神經(jīng)膽堿能系統(tǒng)（NNAS）中，α7煙堿型乙酰膽堿受體（α7nAChR）表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和豐富性，是典型N受體。nAChRα7能夠發(fā)揮進(jìn)行神經(jīng)調(diào)節(jié)的作用，具體包括進(jìn)行突觸前遞質(zhì)的合成與釋放、產(chǎn)生突觸后電流、傳導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)、細(xì)胞的發(fā)育和凋亡等[1]。nAChRα7在免疫調(diào)節(jié)中有著重要的地位，在神經(jīng)與免疫系統(tǒng)發(fā)揮了重要的聯(lián)系作用。

1 nAChRα7在膽堿能抗炎途徑的作用

自主神經(jīng)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ANS），其功能主要在于影響人體腺體和內(nèi)臟，主要包括以下兩個(gè)方面：交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)通路，這二者共同完成了調(diào)節(jié)機(jī)體功能。Ach作為典型神經(jīng)遞質(zhì)，是由副交感神經(jīng)分泌的。神經(jīng)機(jī)制主要借助于迷走神經(jīng)，在短時(shí)間內(nèi)能夠阻止巨噬細(xì)胞TNF產(chǎn)生，避免全身引起炎癥，在專業(yè)領(lǐng)域這一機(jī)制被稱為“膽堿能抗炎途徑”。通過(guò)利用電刺激迷走神經(jīng)，進(jìn)而分泌產(chǎn)生纖維，就可以阻止心臟、肝和脾TNF產(chǎn)生，從而有效地降低發(fā)生內(nèi)毒素血癥時(shí)體內(nèi)所含TNF血清水平[1,2]。再經(jīng)過(guò)切斷迷走神經(jīng)時(shí)，就能夠快速的對(duì)炎性刺激的TNF產(chǎn)生反應(yīng)。并且，切斷迷走神經(jīng)影響到動(dòng)物對(duì)內(nèi)毒素致死效應(yīng)的反應(yīng)能力。并且，為了達(dá)到阻止炎癥前細(xì)胞因子合成的目的，可以采取進(jìn)行刺激缺血再灌注動(dòng)物的心臟組織和肝臟的迷走神經(jīng)；為了抑制對(duì)缺血再灌注反應(yīng)而形成的高血壓和血清TNF升高，可以進(jìn)行刺激兩側(cè)的頸迷走神經(jīng)。為了驗(yàn)證手術(shù)引起炎癥的抑制反應(yīng)，可以采取激活腸道巨噬細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活蛋白（STAT3），也可以達(dá)到抑制術(shù)后梗阻的現(xiàn)象[2,3]。其中，所使用的刺激電壓的強(qiáng)度能夠影響迷走神經(jīng)保護(hù)作用[1,4]。此外，進(jìn)行迷走神經(jīng)的刺激能夠達(dá)到其個(gè)體產(chǎn)生炎性反應(yīng)現(xiàn)象，有利于減輕鼠爪腫脹癥狀。“膽堿能抗炎通路”能夠有效地發(fā)揮阻止局部區(qū)域發(fā)生炎癥現(xiàn)象。然而，對(duì)于切除nAChRα7基因?qū)嶒?yàn)小鼠，其機(jī)體的LPS致死效應(yīng)表現(xiàn)明顯，對(duì)于缺失nAChRα7基因的實(shí)驗(yàn)小鼠，在進(jìn)行刺激迷走神經(jīng)時(shí)TNF水平不會(huì)明顯下降。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出，迷走神經(jīng)傳出纖維釋放的乙酰膽堿活化煙堿受體抑制巨噬細(xì)胞活化的抗炎作用，其中機(jī)制在于α7受體受到刺激興奮后，會(huì)進(jìn)一步的激活酪氨酸激酶（Janus kinase 2，Jak2），導(dǎo)致STAT3出現(xiàn)磷酸化，進(jìn)而產(chǎn)生STAT3與其DNA反應(yīng)原件結(jié)合和激活。

2 nAChRα7在免疫活性細(xì)胞抗炎的作用

通過(guò)分析副交感神經(jīng)通路抑制巨噬細(xì)胞活化的神經(jīng)機(jī)制，可以得出進(jìn)行調(diào)節(jié)炎性反應(yīng)機(jī)制。并且，在進(jìn)行研究NNAS過(guò)程中，人們加深了對(duì)免疫活性細(xì)胞上NNAS了解，并得出了能夠利用免疫活性細(xì)胞中的NNAS進(jìn)行提高機(jī)體免疫，阻止機(jī)體內(nèi)炎癥的產(chǎn)生，達(dá)到很好地調(diào)控目的。王金榮研究了關(guān)于腹腔淋巴結(jié)巨噬細(xì)胞和滑膜巨噬細(xì)胞上免疫機(jī)制，并得出了所存在的免疫細(xì)胞含有固有膽堿能系統(tǒng)[3]。

Borovikova[4]研究認(rèn)為，ACh、煙堿和卡巴膽堿劑量能偶發(fā)揮阻止LPS產(chǎn)生炎性因子，主要包括原代巨噬細(xì)胞TNF、IL-1β、IL-6和IL-18等，然而這些試劑不會(huì)阻礙抗炎因子IL-10產(chǎn)生。其機(jī)制在于能夠有效地阻礙蛋白合成，借助nAChR介導(dǎo)實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，nAChRα7亞基是該機(jī)制中最為核心的因素[5]。將煙堿加入到培養(yǎng)基，可以看到內(nèi)毒素誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞TNF含量下降，說(shuō)明了其抑制作用；將nAChRα7的反義寡核苷酸（antisense oligodeoxynucleortide specific forα 7，ASONα7）加入培養(yǎng)基后，煙堿的影響作用減弱。

Takahashi[6]等在進(jìn)行試驗(yàn)研究中，證明了煙堿能夠有效阻止LPS誘導(dǎo)的單核細(xì)胞IL-18和IL-12釋放，煙堿抑制作用受到了非選擇性和選擇性nAChRα7拮抗劑影響，說(shuō)明了煙堿作用機(jī)制與nAChRα7興奮有直接關(guān)系。

Takahashi[6]等研究還發(fā)現(xiàn)煙堿抑制單核細(xì)胞上ICAM-1，B7.2，和CD40的表達(dá)，和PBMC上TNF-α，IFN-γ和IL-12的釋放。并且，α7 nAChR非選擇性的拮抗劑美加明和選擇性的拮抗劑銀環(huán)蛇毒素（bungarotoxin，α-BTX）可以消除煙堿的這種效果。經(jīng)過(guò)PBMC采用上調(diào)環(huán)氧化酶2（cyclooxygenase 2，COX-2）的表達(dá)引起PGE-2產(chǎn)生，已知PGE-2可以激活EP2/EP4受體，導(dǎo)致cAMP增加和PKA激活。類似地，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了COX-2和PKA抑制劑能夠有效地起到阻礙煙堿對(duì)黏附因子和細(xì)胞因子作用，就展示了煙堿作用機(jī)制實(shí)際上經(jīng)過(guò)內(nèi)源性的PGE-2釋放。Hamano等在研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在LPS環(huán)境下，應(yīng)用核轉(zhuǎn)錄因子（Nuclear Factor kappa B，NF-κB）和MAPK抑制劑可以實(shí)現(xiàn)煙堿作用機(jī)制模擬過(guò)程。這就能夠證實(shí)煙堿作用機(jī)制直接與NFκB、MAPK P38有聯(lián)系。

Shytle等經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究指出，通過(guò)使用ACh和煙堿能夠刺激產(chǎn)生nAChRα7，其中，劑量大小可以經(jīng)過(guò)阻礙LPS產(chǎn)生影響釋放大鼠小膠質(zhì)細(xì)胞中TNF-α的含量，能夠進(jìn)一步表達(dá)增強(qiáng)細(xì)胞中環(huán)COX-2和合成PGE2，不會(huì)對(duì)激活小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)物產(chǎn)生影響，如IL-1β產(chǎn)生；興奮nAChRα7可以起到進(jìn)行阻礙LPS誘導(dǎo)的P38磷酸化情況。提示Ach能夠在激活小膠質(zhì)細(xì)胞中起到控制作用，具體該過(guò)程與P38磷酸化減弱有直接聯(lián)系。

Blanchet等經(jīng)過(guò)研究指出，通過(guò)使用nAChR激動(dòng)劑能夠起到阻礙小鼠哮喘模型肺和氣道嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)作用。并且，在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生的人血嗜酸性粒細(xì)胞表達(dá)α3、α4、α7nAChR亞型，在體外應(yīng)用不同濃度的采用劑量不同的DMPP能夠有效減弱血小板活化因子（PAF）誘導(dǎo)的白三烯C4（leukotriene，LTC4）的產(chǎn)生。同時(shí)，在進(jìn)行減弱嗜酸細(xì)胞活化趨化因子誘導(dǎo)的嗜酸性粒細(xì)胞遷移中發(fā)揮重要的作用。實(shí)際上，該過(guò)程也可以被nAChR拮抗劑美加明所逆轉(zhuǎn)。另外，DMPP降低金屬蛋白酶-9（MMP-9）釋放，降低IP3依賴的、PAF誘發(fā)的細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的上升。所以，功能性nAChR能夠在嗜酸性粒細(xì)胞中獲得表達(dá)，并能夠在體外nAChR激動(dòng)劑降低嗜酸性粒細(xì)胞作用，這就證明了該抗炎效果有利于治療過(guò)敏性哮喘。

3 nAChRα7在血管內(nèi)皮細(xì)胞上的表達(dá)及抗炎作用

Saeed在研究中指出了體外、體內(nèi)的膽堿能信號(hào)能夠起到阻礙微血管內(nèi)皮細(xì)胞炎癥發(fā)生。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，煙堿和擬膽堿劑CAP55能夠阻礙和白細(xì)胞的遷移、內(nèi)皮細(xì)胞活化。在TNF誘導(dǎo)的趨化因子、黏附因子表達(dá)中起到抑制作用。并且，能夠阻礙NF-κB和細(xì)胞因子的活化作用，降低T細(xì)胞發(fā)育速度，阻礙其成熟時(shí)間，并且能夠弱化單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞的破壞性和殺傷性。在內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞黏附作用，可以起到阻礙黏附，防止細(xì)胞滲出現(xiàn)象，達(dá)到治療炎癥目的。通過(guò)使用美加明，逆轉(zhuǎn)煙堿和CAP55，可以發(fā)現(xiàn)能夠很好地發(fā)揮內(nèi)皮細(xì)胞活化，證實(shí)了煙堿和CAP55的抗炎機(jī)制：借助內(nèi)皮nAChRα7能夠達(dá)到抗炎效果。

Skok等經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，nAChRα7亞型主要存在兩種細(xì)胞上，包括：淋巴細(xì)胞雜交瘤hybridoma 1D6和骨髓瘤X63-Ag8，并且分化細(xì)胞含量遠(yuǎn)超過(guò)靜止細(xì)胞。對(duì)于長(zhǎng)期有吸煙習(xí)慣的人群，煙堿會(huì)在體內(nèi)有較長(zhǎng)的影響時(shí)間，從而影響雜交瘤患者α7上調(diào)。同時(shí)，煙堿能夠促進(jìn)雜交瘤細(xì)胞生產(chǎn)和成熟速度，并使抗體釋放速度變慢，PI3K磷酸化下游目標(biāo)細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（ERK）和MAPK能夠影響到煙堿效應(yīng)。煙堿興奮的APCs可以促進(jìn)分泌細(xì)胞因子和增加T細(xì)胞生長(zhǎng)速度。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)的小鼠動(dòng)脈粥樣模型，煙堿可以聚集動(dòng)脈周揚(yáng)硬化周圍損害的樹(shù)突狀細(xì)胞。

然而，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的煙堿刺激，能夠產(chǎn)生主動(dòng)脈粥樣硬化，并能夠誘導(dǎo)低密度脂蛋白受體陰性小鼠巨噬細(xì)胞促炎性反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中，采用煙堿進(jìn)行處理，主要針對(duì)小鼠外周血巨噬細(xì)胞系RAW264.7，處理完后進(jìn)行18種血清因子分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，處理完的小鼠體內(nèi)的TNFα、IL和角質(zhì)化細(xì)胞趨化衍生因子、NO的合成表達(dá)大幅提高。經(jīng)過(guò)煙堿作用后所誘導(dǎo)RAW264.7細(xì)胞釋放因子，能夠影響到內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞NF-κB基因。

在經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究哮喘患者發(fā)現(xiàn)，其體內(nèi)的淋巴細(xì)胞培養(yǎng)上清和外周血IL-4含量出現(xiàn)大幅的提高，而IFN-γ含量有著大幅的減小，這就證實(shí)了其自身免疫功能受到影響。針對(duì)哮喘患兒外周血nAChRα7表達(dá)較正常兒童增高，膽堿能系統(tǒng)興奮，nAChRα7增高，反過(guò)來(lái)有阻礙個(gè)體釋放過(guò)度興奮與因子表達(dá)，從而維護(hù)個(gè)體內(nèi)免疫自身平衡。此外，nAChRα7含量的上升與正常水平相比有明顯的交叉現(xiàn)象，這就證實(shí)了變異性的發(fā)生，分析其中的原因在于生理狀態(tài)與兒童情緒精神有直接聯(lián)系。

用煙堿刺激PBMC，nAChRα7增高，而IL-4和IFN-γ均有不同程度降低，顯示出煙堿對(duì)炎性因子的抑制作用。而應(yīng)用nAChRα7拮抗劑α-BTX后，就可以發(fā)現(xiàn)體內(nèi)的nAChRα7表達(dá)明顯下降，相關(guān)學(xué)者指出了在α-BTX培養(yǎng)的單核細(xì)胞 nAChRα7 mRNA出現(xiàn)冥想上升的現(xiàn)象。長(zhǎng)時(shí)間煙堿刺激和應(yīng)用拮抗劑效果一致可能是長(zhǎng)時(shí)間煙堿作用后，導(dǎo)致了nAChR的脫敏，從而產(chǎn)生一個(gè)類似應(yīng)用拮抗劑的效果。

所以，過(guò)度炎性因子使機(jī)體抵抗能力下降，容易產(chǎn)生其他病癥，如炎性腸病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、腸毒素血癥和膿毒血癥。氣道的NNAS表達(dá)作用并且，在臨床治療中能夠以其作為靶目標(biāo)展開(kāi)治療，免疫活性細(xì)胞NNAS和自身的免疫現(xiàn)象，說(shuō)明了在進(jìn)行治療中采用抗膽堿能藥物預(yù)防發(fā)生機(jī)體免疫副作用[6]。膽堿能夠發(fā)揮抗炎作用，其途徑廣泛存在于體內(nèi)，然而需要進(jìn)一步了解機(jī)體影響和作用途徑。整個(gè)機(jī)體是有機(jī)協(xié)調(diào)，實(shí)驗(yàn)研究也不斷地指出神經(jīng)內(nèi)分泌與免疫依靠共有的物質(zhì)發(fā)生影響，并形成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)達(dá)到機(jī)體免疫平衡。

nAChRα7在神經(jīng)內(nèi)分泌和免疫的交聯(lián)中無(wú)疑發(fā)揮重要作用，但是具體關(guān)于作用機(jī)制和途徑還要進(jìn)一步的研究。同時(shí)，對(duì)于作用機(jī)制的研究應(yīng)從機(jī)體的本質(zhì)展開(kāi)，如細(xì)胞內(nèi)信號(hào)具體調(diào)節(jié)功能和作用機(jī)制。關(guān)于感染神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究也應(yīng)作為重點(diǎn)，如風(fēng)濕熱的舞蹈癥和鏈球菌感染后加重和誘發(fā)的多發(fā)性抽動(dòng)癥。目前，研究集中于針對(duì)記憶和免疫之間的聯(lián)系進(jìn)行的。例如，AD研究證實(shí)了nAChRα7在小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)減少，膽堿酯酶抑制劑與nAChR興奮劑能夠?qū)D患者產(chǎn)生作用，說(shuō)明了nAChRα7變化與記憶和智力有密切關(guān)系。

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