IL-17和NF-κB信號通路在敵草快中毒后腎損傷中的作用及相互關系*

岑祥瑩，陸元蘭，王怡寧，李顯，喻安永，李建國

（1.遵義醫科大學附屬醫院 急診科，貴州 遵義 563003；2.遵義醫科大學 研究生院，貴州 遵義 563003；3.遵義醫科大學珠海校區，廣東 珠海 519000）

敵草快（1，1'-亞乙基-2，2'-聯吡啶二溴鹽）， 屬聯吡啶類除草劑。近年來由于百草枯水劑的停產，敵草快中毒的人數明顯增加[1]。敵草快中毒具有高病死率，并且無特效的治療方法，現已成為現代中毒治療學的研究熱點。

敵草快可經口服或皮膚破損處接觸中毒，不與體內大分子結合，48 h 內攝入量的45%以原型經腎臟和腸道排出，腎臟是其主要排泄器官。研究者通過對敵草快中毒死亡患者的解剖總結發現，81%急性敵草快中毒患者會出現急性腎損傷，腎臟存在著明顯的腎小管壞死[2]。腎功能受損的并發癥會導致病情的進一步加重[3]。重度聯吡啶類除草劑中毒的急性腎損傷發病風險顯著升高，與百草枯相比，敵草快中毒并發嚴重急性腎衰竭的發生率更高[4]。由于腎損傷的突出，以往關于急性腎損傷的研究甚少，因此腎損傷機制的研究越來越引起人們的重視。當敵草快進入機體后，在還原型輔酶Ⅱ和細胞色素還原酶作用下，其氧化還原循環可能導致高度不穩定的敵草快自由基將電子轉移到分子氧上，形成超氧離子自由基，引起機體產生活性氧（reactive oxygen species, ROS），ROS 造成線粒體功能障礙，進一步造成廣泛的細胞損傷和死亡[5-6]。核轉錄因子-κB（nuclear factor-κB, NF-κB）是敵草快氧化應激激活的一個轉錄因子[7]，NF-κB 一旦被激活，就會增加參與促進細胞死亡或存活的許多基因的表達。研究發現，白細胞介素-17（Interleukin 17,IL-17）及其家族成員直接或間接參與了NF-κB 信號通路的活化過程[8]。

本文以敵草快中毒后腎損傷、IL-17 及NF-κB信號通路間的相互關系，并結合抑制IL-17 和NF-κB 信號通路表達在某些疾病研究中取得的進展做一綜述，希望對敵草快中毒導致的腎損傷有一個新的認知，探討及尋找更加有效的治療方法。

1 腎損傷與IL-17

IL-17 是由CD4+T 細胞分泌的致炎細胞因子，與機體內多種炎癥性疾病密切相關。IL-17 受體分布廣泛，以脾臟和腎臟最豐富，IL-17 與相應受體結合而介導炎癥反應。IL-17 可與CD40 配體相互作用后促進細胞產生白細胞介素-6（Interleukin 6, IL-6）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α, TNF-α）等細胞因子。IL-6 能在機體免疫調節、應激反應及防御系統中起關鍵作用。間接表明IL-17 在炎癥形成和參與機體免疫調節與防御系統中起作用。

通過復制缺乏IL-17 表達的動物模型實驗發現，腎臟中有CD4+T 細胞的Th17 亞群浸潤，參與腎臟炎癥反應[9]。IL-6 和TNF-α 作為IL-17 的下游因子，其表達的升高也與腎損傷密切相關。CHEN 等[10]在缺血再灌注腎損傷研究中發現，血清IL-6 的表達與炎癥反應水平呈正相關，應用IL-6 抑制劑后，腎臟炎癥反應明顯減輕。Saa3 啟動子活性在受損腎臟中與TNF-α同步上調，TNF-α 的Saa3 啟動子活性的增加，提示TNF-α 在腎纖維化發展中起至關重要的作用[11]。

張偉等[12]在百草枯中毒大鼠的實驗研究中發現，染毒組大鼠IL-17 表達明顯升高；焦路陽[13]的研究發現，百草枯致大鼠急性腎損傷時，IL-6、TNF-α 等細胞因子也發生變化，IL-6 的表達水平在6 h 內增加一倍，72 h 達到高峰，且IL-6 可作為腎損傷嚴重程度的評估指標。CHOI[5]的研究也發現，暴露于敵草快下的細胞中IL-6、TNF-α 的表達也相應提高。以上結果提示，聯吡啶類除草劑中毒后腎損傷與IL-17 有關。

2 腎損傷與NF-κB 信號通路

NF-κB 被稱為氧化應激敏感型轉錄因子，細胞未受到刺激時，細胞內的NF-κB 僅以無活性的形式留于胞漿，不具有調節基因轉錄的能力；其活化依賴于抑制蛋白IκB 的泛素化。當細胞受到刺激時，蛋白激酶IκK（IκB kinase）被激活，激活后可分別使IκBα 和IκBβ 的特異性位點絲氨酸磷酸化，觸發IκB 的泛素化和降解，隨即NF-κB 被激活[14]。NF-κB 作為重要的轉錄因子復合物，通過激活細胞因子級聯反應及其促炎介質對炎癥反應起到調節作用。

CHOI[5]的研究發現暴露于敵草快的細胞中NF-κB 通路的活性升高，敵草快可降低NF-κB 抑制蛋白IκB 的水平，正常大鼠的腎組織中NF-κB 活性很低，而急性敵草快中毒大鼠腎組織中NF-κB 活性明顯增加。文獻報道[6，12]染毒大鼠的腎臟損傷主要表現在皮質部近曲小管最常受累的，表現有不同程度的充血、水腫及壞死。文獻研究表明[15]，敵草快中毒后顯著上調腎組織中的Toll 樣受體3（Toll-like receptor 3, TLR3）表達，TLR3 通過激活NF-κB 加劇腎組織炎癥和細胞凋亡，從而促進敵草快誘導的急性腎損傷，結果提示，NF-κB 參與聯吡啶類除草劑中毒所致的腎損傷過程。

3 IL-17 與NF-κB 信號通路

IL-17 通過促進NF-κB 亞基p65、p50 和c-Rel的核易位直接激活NF-κB 的經典途徑，當表達IL-17 的細胞受到外界刺激時，IL-17 與相應受體結合，向細胞內傳遞信號，隨后Act1 被招募到受體上，TRAF6 亦會通過Act1 被招募到受體復合物上，Act1在這里起到E3 泛素連接酶的作用，使TRAF6 泛素化；泛素化的TRAF6 能與TAB1/TAB2 復合體中TAB2 的鋅指結構直接相互作用，這種相互作用使TAB1/TAB2復合體發生共聚化，從而磷酸化TAK1，使TAKI 活化；活化的TAKI 能夠磷酸化IκKβ，從而活化IκK 復合體，最終激活NF-κB[16]。

有研究證實IL-17 刺激細胞產生TNF-α 和IL-6，對NF-κB 信號通路的激活反應具有正反饋作用[17]。TNF-α 和IL-6 通過下調TLR2 介導的ERK1/2 磷酸化使NF-kB 激活[18]。

NF-κB 還在調節T 細胞自身免疫和炎癥功能方面發揮至關重要的作用。NF-κB 的激活有兩條途徑，即經典途徑和非經典途徑。經典的NF-κB 通路是CD4+T 細胞分化產生Th17 細胞所必需的[19]。雖然非經典NF-κB 信號通路對CD4+T 細胞的分化不是必備條件，但對Th17 細胞發揮炎癥功能及相應病理效應起著至關重要的作用[20]。Th17 細胞遷移到炎癥微環境后通過表達IL-17、GM-CSF 等細胞因子而獲得病理效應[21]。研究表明[22]，IκB 抑制劑對小鼠產生Th17 細胞的影響相當明顯，IκB 在Th17 細胞中低度表達，在有IκB 抑制劑的情況下，IL-17 的表達明顯上升。也有研究者發現[23]，哺乳動物不育系20 相關激酶3（MST3）作為支架蛋白促進TAK1 與IκK 復合物的結合，進而活化NF-κB，從而在IL-17 信號通路中起到正向調控的作用。

研究發現[24]，IL-17 通過激活NF-κB 參與椎間盤退變的發生、發展過程。在類風濕性關節炎的研究中發現[25]，IL-17 刺激免疫細胞和滑膜成纖維細胞后可使NF-κB 信號通路激活，在類風濕關節炎的增殖和惡化中起關鍵作用。研究發現，IL-17 通過ERK 1/2 和NF-κB 通路導致肺部損傷，此研究是通過應用IL-17 拮抗劑觀察肺部炎癥得到減輕而證實的[26]。

4 NF-kB 信號通路及IL-17 抑制劑在相關疾病中的治療進展

研究發現，使用NF-κB 抑制劑可以抑制IL-17誘導的椎間盤退化[24]；白藜蘆醇苷抗關節炎的作用機制與抑制IL-17、下調NF-κB 的表達及清除ROS 相關[25]；可通過應用IL-17 拮抗劑抑制NF-κB 通路從而減輕脂多糖誘導的急性肺損傷[26]。

5 敵草快中毒的治療

敵草快中毒的治療一直致力于減少毒物的吸收或加快其消除，包括催吐、導瀉、洗胃、血液透析和血液灌流等，但病死率仍高。隨著研究深入，中毒患者死亡大多發生在早期多器官衰竭時急性腎損傷的少尿期[29]，因此越來越多的學者試圖通過減輕早期腎損傷，增加中毒患者生存率。

通過對比常規治療和血必凈加常規治療的回顧性研究，血必凈能顯著降低敵草快中毒產生的ROS，也能降低IL-17 下游的IL-6、TNF-α 表達，增加IκB的表達，使NF-κB的表達下降[28]。張偉等[12]發現，甘草酸二銨能明顯降低百草枯中毒大鼠后血清及腎組織中IL-6、IL-17 含量，改善腎功能；HU 等[23]進一步研究發現，甘草酸二銨減輕百草枯中毒急性腎損傷的機制與調控NF-κB 信號通路有關。CHOI[5]發現應用NF-κB 抑制劑能有效阻斷敵草快中毒所致的神經退行性疾病。KUMRUNGSEE[11]運用IL-6 抑制劑減輕小鼠的腎纖維化、腎小管萎縮和細胞外基質蛋白的生成，潛在提示如有效抑制IL-17 和NF-κB 信號通路的表達，可能減輕敵草快中毒腎臟損傷、改善患者的預后。

尋找敵草快中毒后造成臟器損傷的機制非常重要，同時力爭減輕靶器官的損傷也是一項高價值的研究。既往對敵草快中毒的研究集中在肺臟，對腎臟的研究較少，但對既往病例的總結發現，敵草快中毒后腎臟的損傷也是患者致死的重要原因，而腎臟對維持內環境的穩態非常重要，因此，積極探索中毒后致腎臟損傷的機制可能為提高中毒患者生存率的一個途徑。本文總結了目前部分敵草快中毒致腎損傷的重要中介因子，希望為探索敵草快中毒后腎損傷的機制研究提供思路。