糖皮質激素誘導的亮氨酸拉鏈蛋白與炎癥反應關系的研究進展

魏　國(綜述)，梁　杰(審校)

(三峽大學人民醫院骨科，湖北 宜昌 443002)

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糖皮質激素誘導的亮氨酸拉鏈蛋白與炎癥反應關系的研究進展

魏國△(綜述)，梁杰※(審校)

(三峽大學人民醫院骨科，湖北 宜昌 443002)

摘要：糖皮質激素誘導的亮氨酸拉鏈蛋白(GILZ)廣泛地表達于各種細胞及組織中，有助于發揮糖皮質激素的抗炎效應和免疫抑制作用。GILZ可抑制核因子κB、轉錄激活因子1及絲裂原活化蛋白激酶的激酶/細胞外信號調節激酶等炎癥相關信號通路的活性，對巨噬細胞、樹突細胞、內皮細胞、T淋巴細胞等炎性細胞的活性具有抑制作用。在慢性炎癥反應中，GILZ的上調可抑制細胞因子和趨化因子的表達、白細胞的聚集和活化，并與類風濕關節炎等自身免疫性疾病密切相關。近年來對GILZ的研究眾多，該文對GILZ與炎癥反應相關的信號通路、細胞及相關疾病進行綜述。

關鍵詞：糖皮質激素誘導的亮氨酸拉鏈蛋白；核因子κB；巨噬細胞；樹突細胞；內皮細胞；類風濕關節炎

糖皮質激素(glucocorticoid，GC)誘導的亮氨酸拉鏈蛋白(glucocorticoid induced leucine zipper，GILZ)首次作為一個抗炎分子在T淋巴細胞內發現，是一種GC誘導的、具有抑制T淋巴細胞活性的蛋白[1]。GILZ是亮氨酸拉鏈蛋白家族的一個新成員，屬于轉錄因子transforming growth factor β-stimulated clone-22(TSC-22)家族。此家族蛋白含有3個較典型的功能域：N端的TSC盒，中間的亮氨酸拉鏈區和C端的多脯氨酸富含區，但不含有明顯的DNA結合區[2]。研究顯示，GILZ廣泛表達于T淋巴細胞、巨噬細胞、肥大細胞、樹突細胞、上皮細胞和內皮細胞等細胞中，具有調節細胞增殖、分化和凋亡，抑制細胞因子和趨化因子的表達，調控T淋巴細胞的活化，抑制白細胞介素2的產生，增加上皮鈉通道的數量，促進骨量的累積等作用[3-6]。現就GILZ與炎癥反應關系的研究進展予以綜述。

1GILZ與主要信號通路的關系

1.1GILZ與核因子κB (nuclear factor κB，NF-κB)信號通路近年來，GILZ在抗炎及免疫抑制反應中的作用越來越引起研究者們的興趣。大量研究表明，GILZ與許多關鍵的信號轉導通路有著密切的關系，并且影響免疫細胞的生長及存活[4,7]。當細胞受到外來刺激，導致信號轉導通路激活，引起一系列的炎癥放大效應。NF-κB是一種核轉錄因子，在炎癥刺激引起的信號通路中起著至關重要的作用。最常見的NF-κB二聚體是p65與 p50組成的異源二聚體，p65是NF-κB發揮主要功能的亞單位。最初在T淋巴細胞中發現過表達的GILZ對NF-κB 具有負性調控作用。增加GILZ的表達可以拮抗NF-κB激活，抑制NF-κB核移位和DNA結合活性。GILZ通過直接與NF-κB的亞基p65和p52結合來阻止NF-κB的核移位。然而，GILZ的表達不影響NF-κB的抑制蛋白(inhibitor of NF-κB，IκB)的磷酸化和降解，也不影響IκB/NF-κB的結合[4]。在上皮細胞，大鼠腹膜巨噬細胞、骨髓間充質干細胞和內皮細胞中表達的GILZ對NF-κB活性具有明顯的抑制作用。在人單核細胞株THP-1中，用地塞米松或參與Th2輔助細胞反應的細胞因子去處理這些細胞時，GILZ可以直接結合并抑制NF-κB的轉錄活性[8]。研究顯示，在人類內皮細胞中的內源性GILZ具有介導細胞的抗炎功能，過表達的GILZ明顯抑制NF-κB亞基p65與DNA的綁定和轉錄活性，它并不是依賴蛋白質間的相互作用來干擾p65的核轉位，而是通過抑制p65結合到κB位點的CC類趨化因子2、白細胞介素8和血管細胞黏附分子1啟動子上來發揮效應的。然而，內源性GILZ在內皮細胞介導的抗炎效應中并不依賴于綁定p65或抑制p65的核移位[9-11]。GILZ影響NF-κB的DNA結合的具體作用機制仍待進一步研究。

1.2GILZ與轉錄激活因子1(activator protrin 1,AP-1)、MEK/ERK信號通路AP-1是一種重要的轉錄因子,它通過調控基因的表達來參與細胞的增殖、分化等過程。AP-1也是炎癥刺激引起的一系列細胞反應的主要參與者，并且可以上調許多編碼細胞因子、趨化因子、黏附分子的免疫調節基因[12]。Mittelstadt和Ashwell[13]通過實驗證實，GILZ通過與AP-1的成員c-Jun和c-Fos的一種蛋白間的相互作用，抑制AP-1與其靶DNA結合，從而抑制AP-1的轉錄活性。GILZ可以與AP-1直接相互作用來抑制其轉錄活性。同時，GILZ也可以與絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)家族成員Raf-1蛋白激酶相互作用，導致Raf-1蛋白激酶磷酸化的抑制，隨后抑制絲裂原活化蛋白激酶的激酶(mitogen-activated protein kinases kinases，MEK)/細胞外信號調節激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)的磷酸化和AP-1依賴的轉錄[14]。GILZ對AP-1活性的抑制作用，是通過直接相互作用，還是通過間接抑制MEK/ERK信號通路來發揮作用，需要進一步研究證實。此外，過表達的GILZ可以增加MAPK磷酸酶1(MAPK phosphatase-1，MKP-1)的表達， MKP-1通過對MAPK去磷酸化使其失活[9]。同時，GILZ也可以介導MKP-1的表達間接抑制NF-κB的活性[15]。研究顯示，GILZ能通過綁定和促進Smad2磷酸化和叉頭樣轉錄因子3 表達的激活，從而激活轉化生長因子β(transforming growth factor β,TGF-β)/Smad的信號通路[16]。

2GILZ與炎性細胞的關系

2.1GILZ與巨噬細胞、樹突細胞GC可以通過一些方式來干擾巨噬細胞和樹突細胞的功能。GC具有阻斷它們的抗原呈遞功能，同時也可以抑制干擾素γ在抗原呈遞過程中的促進作用，從而發揮其抗炎作用[17]。在眾多的GC調控蛋白中，GILZ在GC介導的免疫抑制和抗炎效應中扮演著重要的角色。GC誘導GILZ在大鼠和人類巨噬細胞，以及人的單核細胞中顯著表達，同時，在體內外均可由GC介導其表達上調[18]。事實上，GILZ可減少巨噬細胞的表達、促炎因子分泌，調節正常T細胞表達和分泌的細胞因子的敏感性[19]。研究顯示，在人類肺泡巨噬細胞中，活性Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)以依賴性髓樣分化因子88的方式來介導GILZ表達的下調，RNA結合蛋白Tristetraprolin(TTP,又稱鋅指蛋白36)在TLR介導GILZ下調中起著重要的作用。TTP的過表達可導致GILZ在mRNA和蛋白質水平上的減少。相反，通過RNA干擾技術減弱TTP的表達，可抑制TLR1/2和TLR4介導的GILZ表達下調。同時，敲低GILZ會增加脂多糖介導的NF-κB活性，放大脂多糖介導的干擾素α和白細胞介素8的mRNA誘導效應，因此GILZ的缺乏可促進炎癥反應[20]。在樹突細胞中，GC介導的GILZ過表達可減少組織相容性復合體Ⅱ類分子及其刺激分子(如CD80或CD86)的表達，并且可增加程序性死亡分子受體1和免疫球蛋白樣轉錄子3的表達，從而抑制樹突細胞的抗原呈遞功能[21]。具有抑制小鼠自身免疫性腦脊髓炎作用的CD80拮抗分子也可增加GILZ在CD4+T細胞中的表達[22]。另有研究表明，成熟的白細胞介素6、白細胞介素1β、腫瘤壞死因子α和地諾前列酮混合物可使GILZ在樹突細胞中高度表達，從而增加與免疫抑制密切相關的程序性死亡分子受體1的膜表達和白細胞介素10的分泌。在體內用小干擾RNA介導的GILZ基因沉默可增加樹突細胞的吞噬作用，加強T細胞效應功能，并延長患癌癥大鼠的壽命[23]。

2.2GILZ與內皮細胞當機體受到炎癥刺激時，從血液中招募白細胞是宿主抵抗病原體和創傷愈合的一個重要過程。然而，這一過程也是炎癥性疾病發病機制的基礎。內皮細胞在炎癥反應中起著至關重要的作用，可通過表達黏附分子和趨化因子，促進白細胞的募集，黏附在內皮細胞表面，并進入炎癥組織，引起炎癥反應[24]。研究表明，在內皮細胞中外源性GILZ的表達抑制了黏附分子、細胞因子和趨化因子的表達，對NF-κB 和MAPK的活性也具有抑制作用，從而減弱內皮細胞對白細胞的募集、黏附及遷移等一系列的促進作用。但是，不論地塞米松存在與否，腫瘤壞死因子介導的內皮細胞黏附功能不受內源性GILZ沉默的影響。因此，外源性GILZ在人的內皮細胞中具有抗炎功能[9]。外源性GILZ在內皮細胞中的抗炎效應，將來有可能成為治療相關炎癥性疾病的一種新方法。

3GILZ與類風濕關節炎的關系

GILZ具有抗炎和免疫抑制作用，廣泛地表達于T細胞、巨噬細胞、樹突細胞和內皮細胞中，抑制兩個關鍵的炎性因子NF-κB 和AP-1。大量的研究表明，GILZ與類風濕關節炎有著密切的關系。類風濕關節炎確切的誘因還不清楚，但是增加的環加氧酶2的表達與該疾病密切相關[25-26]。初步研究顯示，GILZ介導的GC抗炎效應，促進骨髓源性間充質干細胞過表達的GILZ抑制炎性因子腫瘤壞死因子α和白細胞介素1β誘導的環氧合酶2的表達，而敲低GILZ會減少GC對環加氧酶2表達的抑制，進一步研究表明，GILZ通過阻止NF-κB核移位來抑制環加氧酶2的表達[11]。近年來，研究者們對GILZ與類風濕關節炎病理學的相關性在不斷探究中。Beaulieu等[18]用膠原蛋白誘導的關節炎(collagen-induced arthritis,CIA)模型來研究GILZ 在小鼠體內的表達和抗炎功能，在CIA小鼠滑膜可以檢測到GILZ表達，用治療劑量的GC 處理CIA 小鼠后，可上調GILZ 的表達；減少GILZ 的表達可使 CIA 的臨床癥狀更嚴重，而且增加滑膜的腫瘤壞死因子和白細胞介素1的表達水平，但不影響循環中細胞因子或抗膠原抗體的水平；GILZ在患有活動性類風濕關節炎患者的滑膜中和實驗室培養的滑膜成纖維細胞中高度表達，并抑制白細胞介素6 和白細胞介素8的分泌，從而抑制NF-κB的活性。Ngo等[27]用CIA模型來對比研究GILZ-/-小鼠體內的治療性GILZ表達的作用和GC效應的相關性，意外地發現在GILZ-/-小鼠體內GILZ的不足對關節炎的效應途徑沒有造成影響，盡管它影響著T細胞的活性；進一步研究結果顯示，在GC對CIA和脂多糖誘導細胞因子產生的抑制效應中，GILZ顯得是多余的，然而對于GC發揮其效應又是必需的。可能GILZ的表達代表著一個“備份”途徑。盡管如此，內源性GILZ在CIA中的過表達也暗示著GILZ有著潛在的GC相仿的治療效應，可作為一種潛在的治療類風濕關節炎的目標。

4小結

GILZ作為GC介導的抗炎和免疫抑制反應中的一個重要介質，它可以在肝臟、肺、腎臟和大腦以及其他的組織或細胞中表達，也可以被GC、乙醇、白細胞介素10等誘導產生，甚至可以被一些細菌(如小腸結腸炎耶爾森菌、艱難梭狀芽孢桿菌)進一步誘導表達[28-31]，并與復雜的炎癥信號通路及免疫細胞有密切的聯系。但它在炎癥性疾病中的具體作用機制有待進一步研究證實。GILZ作為一種GC誘導基因，在對抗炎癥和免疫激活方面可能與GC有著共同的途徑。了解其介導的GC抗炎效應的具體作用機制，有助于GILZ運用于臨床上炎癥性疾病的治療，并可避免長期GC治療引起的不良反應。隨著研究的不斷深入，GILZ有可能成為臨床上一種新型的抗炎制劑。

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Research Progress on the Relationship between Glucocorticoid Induced Leucine Zipper and Inflammatory ReactionWEIGuo,LIANGJie.(DepartmentofOrthopaedic,People′sHospitalofChinaThreeGorgesUniversity,Yichang443002,China)

Abstract：Glucocorticoid induced leucine zipper(GILZ) is widely expressed in various kinds of cells and tissues,and it promotes the anti-inflammatory and immune inhibitory effect of glucocorticoid.GILZ can inhibit the activity of inflammation-related signaling pathways,such as nuclear factor κB,AP-1 and mitogen-activated protein kinases kinases/extracellular regulated protein kinases.Besides,it can interfere with the activity of some inflammatory cells,such as the macrophages,dendritic cells, endothelial cells,T lymphocytes and so on.In chronic inflammation,the up-regulation of GILZ can inhibit the expression of cytokines and chemokines,as well as the aggregation and activation of leukocyte.Furthermore,it is closely associated with autoimmune diseases,such as rheumatoid arthritis disease.There has been a lot of studies on GILZ in recent years,here is to make a review of the relationship between GILZ and the signal pathways,cells,diseases related with inflammation reactions.

Key words：Glucocorticoid induced leucin e zipper; Nuclear factor κB； Macrophages; Dendritic cells; Endothelial cells; Rheumatoid arthritis disease

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收稿日期：2014-07-28修回日期：2014-11-14編輯：樓立理

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.11.017

中圖分類號：R363

文獻標識碼：A