與膜聯(lián)蛋白A1抗炎作用相關的信號通路研究進展

王娟，張紅

遵義醫(yī)科大學，貴州遵義563000

膜聯(lián)蛋白A1(AnxA1)是一種天然的內源性抗炎蛋白，具有內源性糖皮質激素調節(jié)作用。當中性粒細胞被激活時，AnxA1快速移動至細胞表面，以鈣依賴性方式與膜磷脂結合錨定至細胞漿膜，并與黏附分子相互作用，通過減少炎癥細胞的浸潤、加速粒細胞的凋亡，抑制嗜中性粒細胞在組織中的聚集，從而促進炎癥消退[1]。動物實驗顯示，AnxA1模擬肽Ac2-26可降低癲癇大鼠海馬中的白細胞介素1β(IL-1β)、白細胞介素6(IL-6)、生長調節(jié)性α蛋白(GRO/KC)水平，發(fā)揮神經(jīng)抗炎保護作用[2]；AnxA1也可抑制哮喘大鼠肥大細胞脫顆粒及組胺釋放，減少支氣管肺泡液中的中性粒細胞及嗜酸性粒細胞積聚，實現(xiàn)抗炎抗過敏作用[3]；AnxA1還可提高皮膚移植小鼠皮下組織中的血管內皮生長因子A及抗炎因子水平，減輕皮膚移植術后的局部炎癥，促進血管再生[4]。目前研究表明，AnxA1的抗炎機制主要與甲酰基肽受體(FPR)結合有關，通過抑制FPR受體的活性從而抑制中性粒細胞及單核細胞向炎癥部位遷移[5]。其分子機制可能與受FPR調控的磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)、細胞外信號調節(jié)蛋白激酶(ERK)、p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)、Gq/磷脂酶C(PLC)/蛋白激酶C(PKC)等信號通路有關。現(xiàn)將AnxA1抗炎涉及的信號通路綜述如下。

1 AnxA1與PI3K/Akt信號通路

P13K屬于胞內磷脂酰肌醇激酶，具有蛋白激酶和脂類激酶雙重活性；Akt屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，是PI3K重要的下游分子。PI3K/Akt信號通路廣泛存在于機體細胞中，是參與抗炎調節(jié)、細胞凋亡的重要信號通路，可通過調節(jié)各種免疫細胞的生長、發(fā)育和增殖來參與炎癥細胞反應，影響各種細胞因子及炎癥介質的釋放[6]。多種生長因子和信號傳導復合物，如成纖維細胞生長因子、血管內皮生長因子、人生長因子等均可激活PI3K，激活的PI3K在細胞質膜上形成第二信使三磷酸磷脂酰肌醇，促使Akt上游激活劑PDK1、PDK2磷酸化，進而激活Akt，活化的Akt通過磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白來調控細胞的各種生物活動[7]。

研究表明，激活PI3K/Akt信號通路可抑制一氧化氮合酶(iNOS)及核因子κB(NF-κB)表達，降低血漿中TNF-α、IL-6、IL-10水平，減少炎癥因子的產(chǎn)生，改善創(chuàng)傷和失血性休克導致的器官低灌注、全身炎癥反應和肝、腎、肺等多器官功能衰竭[8～10]。He等[11]報道，在體外循環(huán)肺損傷大鼠模型中，胰島素樣生長因子-I可激活肺組織PI3K/Akt信號通路，使Akt磷酸化，抑制NF-κB p65表達，減輕肺損傷。Cui等[12]報道，AnxA1可激活PI3K/Akt信號傳導，減少活性氧(ROS)產(chǎn)生，調節(jié)超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶、丙二醛和乳酸脫氫酶的活性，減輕氧化應激反應，提高苯并芘處理的支氣管上皮細胞的存活率。此外，AnxA1還可通過PI3K/Akt磷酸化降低支氣管上皮B細胞淋巴瘤因子2(Bcl-2)、Bcl-2相關X蛋白、細胞周期蛋白D1表達，從而減少支氣管上皮細胞凋亡。AnxA1也可通過活化Akt，啟動PI3K/Akt信號傳導來減輕微血管并發(fā)癥，緩解糖尿病腎臟和心臟的炎癥反應[13]。AnxA1模擬肽Ac2-26可激活PI3K/Akt信號通路，抑制NF-κB活性、降低TNF-α水平，進而減輕心肌細胞病理性損傷及超微結構損傷，并最終減少心肌細胞凋亡[14]。

然而，Senchenkova等[15]研究認為，AnxA1可通過抑制Akt磷酸化，降低血栓烷B和調節(jié)磷脂酰絲氨酸的表達，減少血小板活化及聚集體形成，減輕缺血再灌注損傷導致的血管炎癥反應。這可能與AnxA1直接作用于血管，通過降低血小板、中性粒細胞聚集抑制血栓形成，從而負反饋抑制凝血酶誘導PI3K/Akt磷酸化有關。

2 AnxA1與ERK信號通路

ERK信號通路又稱三磷酸鳥苷結合蛋白(Ras)/絲蘇氨酸蛋白激酶(Raf)/絲裂原活化蛋白激酶激酶(MEK)/ERK通路，它通過細胞膜受體將細胞外信號傳遞入細胞核內，從而介導細胞內特異蛋白的表達，參與調控細胞增殖、分化、凋亡、自噬等多種功能。ERK包括ERK1和ERK2，統(tǒng)稱ERK1/2，是MAPK家族中的一員。ERK信號通路包括1個G蛋白偶聯(lián)蛋白Ras和3個蛋白激酶Raf、MEK、ERK。正常情況下，Ras與二磷酸鳥苷結合處于失活狀態(tài)，而當受到外界鳥苷酸交換因子刺激后，Ras與三磷酸鳥苷結合被激活，活化的Ras磷酸化Raf，引起下游MEK/ERK活化[16]。研究顯示，激活的ERK可促進TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥因子的產(chǎn)生，導致慢性阻塞性肺疾病模型大鼠氣道炎癥加重、肺泡正常結構破壞；抑制ERK磷酸化可降低轉錄因子NF-E2相關因子2信號表達，減少慢性阻塞性肺疾病大鼠支氣管肺泡灌洗液中炎性細胞的數(shù)量[17]。

Parisi等[18]報道，缺乏內源性AnxA1可使小鼠角質形成細胞中ERK磷酸化增加，從而使嗜酸性粒細胞增多及肥大細胞激活，皮膚出現(xiàn)紅斑、糜爛，表現(xiàn)為強烈的過敏反應。Gimenes等[19]報道，在癲癇持續(xù)發(fā)作大鼠模型中，AnxA1可通過減少ERK磷酸化，減弱炎癥因子的釋放，減輕大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元損傷。Marmorato等[20]研究認為，AnxA1可通過抑制ERK1/2磷酸化減輕大鼠眼結膜炎癥細胞浸潤，降低眼部過敏反應。中性粒細胞是人類主要的循環(huán)白細胞，具有殺死和降解有毒微生物的功能，Ac2-26可通過調節(jié)ERK信號通路，對人中性粒細胞、單核細胞發(fā)揮趨化誘導的作用；在炎癥或組織損傷部位，AnxA1可通過ERK信號通路調節(jié)中性粒細胞遷移，加速炎癥消退，促進細胞內穩(wěn)態(tài)的恢復[21]。

3 AnxA1與p38 MAPK信號通路

MAPK屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，其主要作用是將信號從細胞表面?zhèn)鬟f至細胞核內部，在多種受體信號傳遞途徑中具有關鍵作用。p38 MAPK是MAPK通路的重要分支，是一類廣泛分布于細胞質中的具有絲氨酸和酪氨酸雙重磷酸化功能的蛋白激酶。p38 MAPK可激活下游的蛋白激酶、轉錄因子等實現(xiàn)信號轉導，參與基因轉錄、細胞凋亡、細胞生長、免疫反應等各種病理生理過程[22]。MAPK在MAPK激酶的作用下，于酪氨酸和蘇氨酸殘基處發(fā)生磷酸化而被激活，進而激活下游的靶蛋白MKK3及MKK6，使p38 MAPK磷酸化激活。激活后的p38 MAPK可促進單核巨噬細胞產(chǎn)生TNF-α、IL-6、IL-4、IL-8等炎癥因子[23]；而抑制p38 MAPK/NF-κB信號通路可改善氧化損傷引起的視網(wǎng)膜色素上皮細胞活力降低，減少細胞凋亡[24]。

p38 MAPK信號通路在調節(jié)炎癥細胞損傷、細胞凋亡中起重要作用。Liao等[25]報道，在大鼠肺缺血再灌注損傷模型中，Ac2-26能顯著抑制缺血再灌注誘導的p38 MAPK磷酸化，降低NF-κB p65水平，抑制NF-κB激活，減少中性粒細胞浸潤和炎性細胞因子產(chǎn)生。Ding等[26]報道，AnxA1可抑制p38 MAPK信號通路相關的炎癥級聯(lián)反應，從而有效減輕自發(fā)性腦出血小鼠的神經(jīng)炎癥和腦水腫程度，改善短期神經(jīng)功能。高效、及時的單核細胞募集是治療急性炎癥的關鍵步驟，它能夠有效清除衰弱的中性粒細胞，促進炎癥消退。AnxA1可通過p38 MAPK信號通路介導溶血磷脂酸受體和肌動蛋白細胞骨架動員，驅動單核吞噬細胞吞噬有害的中性粒細胞和凋亡細胞，進而減輕機體損傷部位的炎癥反應[27]。

4 AnxA1與Gq/PLC/PKC信號通路

Gq蛋白是具有GTP酶活性的蛋白質，PLC是以Gq蛋白為傳導物的磷脂酰肌醇信號通路的關鍵酶，PKC是一種Ca2+激活的磷脂依賴性蛋白激酶。Gq/PLC/PKC信號通路廣泛分布于各種細胞、組織和器官，參與調節(jié)基因的表達、細胞增殖、細胞凋亡、細胞遷移等功能。靜息狀態(tài)下，Gq/PLC/PKC信號通路主要存在于細胞質中；當細胞受到外來刺激時，細胞膜上的Gq蛋白被激活，激活的Gq蛋白將細胞膜上的磷脂酰肌醇4,5-二磷酸分解為二酰甘油(DAG)和1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)，IP3動員細胞內鈣庫釋放Ca2+到細胞質中與鈣調蛋白結合，DAG在Ca2+的協(xié)同下激活PKC，然后通過PKC信號傳導引起級聯(lián)反應。Leppanen等[28]報道，在哮喘小鼠中，PKC基因敲除小鼠較野生型小鼠肺部炎癥減輕，這可能與抑制Gq/PLC/PKC信號通路降低炎癥細胞一氧化氮合酶(iNOS)表達、減少巨噬細胞產(chǎn)生IL-6有關。

研究顯示，AnxA1不僅是Gq/PLC/PKC信號通路的下游靶點，而且細胞外的AnxA1也可以通過反饋回路來調控PKC系統(tǒng)。AnxA1可以促進PKC同工酶的膜結合，調節(jié)PKC信號的定位和活性，從而調控與細胞生長有關的分化、增殖機制[29]。Ren等[30]報道，過度激活Gq/PLC/PKC信號通路可導致炎癥趨化因子NF-κB水平快速上升，加重腹主動脈瘤小鼠血管的炎癥。此外，Gq/PLC/PKC信號通路還可催化AnxA1磷酸化，磷酸化的AnxA1能抑制血栓素形成、降低小鼠血管內皮單核細胞的黏附作用，減輕高密度脂蛋白誘導的血管內皮炎癥[31，32]。

綜上所述，AnxA1是一類鈣依賴的膜磷脂結合蛋白超家族，廣泛分布于各種真核細胞生物的細胞內及細胞外，作為先天免疫系統(tǒng)和適應性免疫系統(tǒng)的關鍵調節(jié)蛋白，在調控抗炎反應、細胞分化、增殖、凋亡以及吞噬清除凋亡細胞等細胞生命活動中發(fā)揮重要作用。AnxA1可通過多種抗炎信號通路調控炎癥細胞的黏附、趨化、聚集以及凋亡細胞的吞噬，同時降低炎癥因子的產(chǎn)生，從而在炎癥發(fā)生、發(fā)展及消退過程中發(fā)揮重要作用。雖然有一部分通路機制尚未明確，但隨著對AnxA1在抗炎方面信號通路的作用及機制的進一步了解，有助于開發(fā)AnxA1調控的以各種信號通路為靶點的藥物，為臨床疾病的預防及治療提供新的思路。