TREM-1在神經系統相關疾病中的作用

王瑋瑋 畢 勝

(佳木斯大學附屬第一醫院，黑龍江 佳木斯 154004)

髓系細胞觸發受體-1(TREM-1)是一種新型炎癥激發受體，是促炎性天然免疫反應的放大器，其通過促進促炎物質的分泌發揮免疫應答作用[1]。已有研究驗證了TREM-1對無菌炎癥相關疾病的發生、發展起到至關重要的作用，其中包括動脈粥樣硬化、腦卒中、帕金森病、星形細胞瘤。本文擬對TREM-1的配體、信號轉導通路及其在中樞神經系統相關疾病中的作用作一綜述。

1 TREM-1的分布和結構

Bouchon[2]等提出TREM-1是一種免疫球蛋白超家族受體,主要表達于髓系細胞表面如單核細胞、巨噬細胞等，通過促進促炎介質的分泌介導炎癥反應。TREM-1在體內有膜結合型(mTREM-1)和可溶型(sTREM-1)兩種存在方式。TREM-1是由胞外區、跨膜區、胞漿區三部分組成的跨膜糖蛋白,共含有234個氨基酸。其中胞外區是194個氨基酸殘基組成的V型免疫球蛋白樣結構域；跨膜區含29個氨基酸,其中帶正電荷(+)的賴氨酸殘基可與銜接蛋白DNAX激活蛋白12(DAP12)跨膜區上帶負電荷(-)的天冬氨酸偶聯；胞漿區無信號轉導序列，只含5個氨基酸殘基[3]。這種復合物主要是通過跨膜區帶正電荷(+)的賴氨酸與DAP12中帶負電荷(-)的天冬氨酸之間獨特的靜電作用來維持穩定性的，這是其細胞內信號轉導通路所必需的。

2 TREM-1配體及配體結合位點

TREM-1通過和相應配體的交聯,引發細胞內信號級聯反應，從而觸發和放大炎癥反應。目前體外研究TREM-1時，大多依舊使用其單克隆抗體，而非天然抗體，這使得實驗結果可能存在偏差。Bouchon等[2]最早介紹了TREM-1的活化方式，即TREN-1和其單克隆抗體結合，誘導細胞分泌大量的趨化因子和促炎因子，引發炎癥反應。Bleharski等[4]進一步發現，TREM-1與配體結合后和Toll樣受體(TLR)能發揮協同放大炎癥反應的作用。Wong-Baeza等[5]發現TREM-1/Fc嵌合體融合蛋白可以抑制膿毒癥患者血清激活單核細胞，TREM-1的天然配體可能表達于血清中。Haselmayer等[6]提出血小板的表面含有TREM-1的天然配體，他們發現TREM-1/Fc嵌合體融合蛋白呈濃度依賴性與血小板結合后，可促使脂多糖誘導的中性粒細胞活化,且該結合可被TREM-1的拮抗劑LP17阻斷。EI Mezayen等[7]表明壞死細胞裂解產物中出現了TREM-1的天然配體，TREM-1/Fc嵌合體融合蛋白能減少壞死細胞裂解產物引發的炎癥因子的分泌，并推測TREM-1/Fc嵌合體融合蛋白相應的TREM-1區域可能含有配體的結合位點。Gibot等[8]指出TREM-1的天然配體在腹膜炎大鼠模型的中性粒細胞表面表達,結合位點可能存在于TREM-1分子中CDR3附近具有較高保守性的區域。目前對于TREM-1天然配體及配體的結合位點仍不明確，需要進一步探究。

3 TREM-1的胞內信號轉導途徑

TREM-1與配體結合后，通過銜接蛋白DAP12和模式識別受體(PRR)兩種形式參與胞內的信號轉導和級聯放大，放大炎癥反應。而PRR又由Toll樣受體(TLRs)和核苷酸結合寡聚化結構域樣受體(NLRs)組成。

3.1 TREM-1與DAP12信號途徑

TREM-1與配體結合，使位于DAP12胞漿區免疫受體酪氨酸活化基序(ITAM)中的酪氨酸激酶被活化，為脾臟酪氨酸激酶(SKY)提供了銜接位點，誘導SKY激活，以進一步促進含有CBL和生長因子受體結合蛋白-2(GRB-2)銜接復合物的募集和酪氨酸磷酸化，從而誘導磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)、磷脂酶-C-γ(PLC-γ)和胞外信號調節激酶(ERK)通路激活[2、9]，這些通路激活后能增加Ca2+動員、肌動蛋白細胞骨架重構和轉錄因子如ELK1、NFAT、AP1和核因子κB(NF-κB)的活化，從而導致細胞內趨化因子和促炎因子分泌增多，抗炎因子分泌減少，并伴隨中性粒細胞的活化和活性氧的釋放[10]。此外，TREM1誘導的PI3K和ERK通路激活可以通過滅活促凋亡因子和抑制線粒體細胞色素C(CytoC)的釋放來維持線粒體的完整性和細胞活性[11]。

3.2 TREM-1與TLR信號途徑

TLRs是可以識別不同病原體相關分子模式(PAMPs)和無菌組織損傷相關分子模式(DAMPs)的受體，在先天性免疫反應中的作用至關重要。已經證實TREM-1和TLR信號通路的激活都能促進炎癥反應的發生，且兩者具有協同作用[12]。活化的TLR能夠導致胞質中Toll/IL-1受體(TIR)結構域與TIR結構域上的髓樣分化因子88(MyD88)相結合，促使白介素-1受體相關激酶(IRAK-1)和促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)發生磷酸化，最終激活NF-κB[13]。TREM-1可以通過增強TLR信號通路中相關蛋白酶的活性，放大TLR信號途徑介導的炎癥反應[14]。在中性粒細胞中TREM-1能激活IRAK-1，而IRAK-1的激活是TREM-1和TLR信號通路互相作用所必不可少的[15]。另外TLRs還可以通過PI3K通路激活TREM-1[16]。活化的PI3K協同參與TREM-1和TLRs信號通路釋放活性氧(ROS)激活其下游的DAP12通路和TLRs(MyD88通路)的過程，最終導致氧化應激反應。這些炎癥信號途徑的激活會誘導細胞炎癥因子的分泌增加，最終導致過度的炎性反應[17]。

3.3 TREM-1與NLR信號途徑

NLRs可以檢測病原微生物的感染，也可以檢測損傷無菌組織。在NLRs中，NOD1和NOD2是兩個定義明確的胞質PRR，NOD1和NOD2都包含銜接配體的區域C-末端富含亮氨酸重復序列(LRR)、中心為核苷酸結合寡聚域(NACHT)和N-末端半胱天冬酶(caspase)募集結構域(CARD)[18]。NOD激活可以使NACHT結構域寡聚化，導致CARD結構域招募具有同樣結構域的受體相互作用蛋白2(RIP2)并激活RIP2。已證實活化的RIP2是NOD誘導NF-κB激活的關鍵[19]。此外，RIP2還能通過激活轉化生長因子-β激活激酶1(TAK1)，激活MAPK和NF-κB信號途徑[20]。而由NOD介導的MAPK和NF-κB信號通路激活后能誘導細胞分泌大量炎癥因子[21]。TREM-1對NOD1和NOD2配體誘導的促炎介質的產生具有協同作用[22]。用TREM-1激動劑或NOD1/2配體刺激單核細胞可導致絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(AKT)和p38MAPK磷酸化并協同產生炎癥細胞因子[22]。從機制上講，TREM-1激活可以增加NOD2的表達，誘導caspase-1激活，進而激活與RIP2/CARD9有關的NF-kB，誘導炎性細胞因子如白介素IL-8等的分泌。此外還導致自分泌環中其他炎癥介質如白介素IL-6釋放增多[22]。

4 TREM-1在相關神經系統疾病中的作用

4.1 TREM-1在動脈粥樣硬化中的作用

動脈粥樣硬化(AS)的是固有免疫與適應性免疫應答介導的慢性炎癥性病變過程，在脂蛋白、單核細胞來源的巨噬細胞和動脈壁其他成分之間的共同作用下發生進行性損害。Zysset等[23]通過實驗證明TREM-1可以促進由飲食導致動脈粥樣硬化的發展過程。異常的血脂促進mTREM-1表達，而mTREM-1能誘導骨髓單核細胞分化，促使單核/巨噬細胞表達增加。另外TREM-1還會造成脂類代謝異常，增加細胞內脂質沉積，泡沫細胞生成增多，加速動脈粥樣硬化的發生過程。Rao等[24]發現TREM-1通過促使基質金屬蛋白酶(MMPs)發生磷酸化，降解膠原蛋白，增加粥樣斑塊的不穩定性。戴道鵬等[25]發現患者血清TREM-1的表達水平與斑塊進展的嚴重程度具有正相關性。因此，通過控制TREM-1的表達水平可能為AS的治療提供新思路。

4.2 TREM-1在缺血性腦卒中中的作用

腦卒中是一種嚴重的威脅著人們生命安全的腦血管疾病。研究發現腦缺血后神經炎癥是導致神經元損傷和死亡的缺血級聯反應中的關鍵因素。在急性缺血性中風期間，損傷的缺血性腦組織中的內源性分子被認為激活了TREM-1信號通路和下游的炎癥機制[26]。Yu等[27]通過實驗證明抑制TREM-1可以對缺血介導的神經元損害起到保護作用，并通過減少氧化應激和焦亡減輕小膠質細胞誘發的神經炎癥。XU等[26]研究發現小膠質細胞TREM-1可以通過與SKY相互作用激活CARD9/NF-κB和NLRP3/Caspase-1通路，從而導致炎癥細胞因子和趨化因子的產生和焦亡，抑制TREM-1的活化可以抑制TREM-1/SYK通路的激活及隨后炎癥反應的發生過程，從而挽救中風的預后。因此，卒中后免疫反應通過靶向TREM-1信號通路為急性缺血性卒中的治療干預提供了延長的窗口。

4.3 TREM-1在腦出血后繼發性腦損傷中的作用

腦出血(ICH)是一種發生率高、致殘率高、病死率也高的神經系統疾病[28]。導致ICH預后不良的關鍵是繼發性腦損傷,而炎癥又在ICH后繼發性腦損傷中起到關鍵作用[29]。LU等[30]研究發現TREM-1通過誘導腦出血后小膠質細胞的極化加重神經炎癥反應，這種調節部分是由PKCδ/CARD9信號途徑的參與和促進TREM-1的高遷移率族蛋白B1(HMGB1)活性來實現的。段紅玲等[31-32]在大鼠ICH后血腫周邊的腦組織中發現TREM-1與其下游的因子p38MAPK與ERK1/2表達水平增高，且呈動態變化。抑制ICH大鼠腦組織中TREM-1的激活，下游通路中的p38MAPK與ERK1/2的表達也被相應抑制，腦組織損的嚴重傷程度明顯減輕。由此推測TREM-1可能參與激活下游p38MAPK/ERK1/2信號通路，促進細胞炎癥因子的表達，進而導致ICH后繼發性腦損傷。TREM-1有望成為ICH患者治療的新靶點。

4.4 TREM-1在帕金森病中的作用

帕金森病(PD)是最常見的神經退行性疾病之一，神經炎癥已被證實為其關鍵病理特征之一[33]。小膠質細胞的激活能誘導神經炎癥反應的發生，并能夠導致炎癥因子的產生和分泌[34]。自噬是一種由溶酶體誘導的降解過程，在機體內的發揮自我保護作用，抑制巨噬細胞的自噬會增加促炎性因子如誘導型一氧化氮合酶(iNOS)的產生和釋放，加劇炎癥反應[35]。McGeer等[36]在PD患者大腦黑質中檢測到高度活化的小膠質細胞。Feng等[37]提出TREM-1在小鼠小膠質細胞(BV2)上表達，在BV2中敲除TREM-1可以減輕炎癥反應的同時增加細胞的自噬。他們還通過實驗在斑馬魚PD模型中證明TREM-1的合成肽阻斷劑(LP17)可以抑制6-羥基多巴胺(6-OHDA)誘導的斑馬魚運動障礙，同時增強自噬，減少促炎性因子iNOS的產生，且在帕金森病大鼠模型中證實了LP17對6-OHDA誘導的PD綜合癥有一定的治療效果，其機制可能是LP17抑制了TREM-1的表達和減輕了6-OHDA引起的酪氨酸羥化酶(TH)的衰減。由此推測，抑制TREM-1的表達對PD的治療有意義。

4.5 TREM-1在星形膠質細胞瘤中的作用

星形細胞瘤是最常見的神經上皮性腫瘤，它的發生、發展不僅取決于星形細胞瘤自身，還與腫瘤細胞的趨化作用、腫瘤所在微環境中炎癥細胞分泌的各種炎癥因子相互作用有關[38]。TREM-1可能通過一系列免疫調節機制觸發和放大腫瘤所在微環境中的炎癥反應，參與腫瘤發生發展，并與其惡性程度及預后相關。通過抑制機體內的慢性炎癥反應可以降低癌前病變人群或腫瘤易感人群罹患腫瘤或腫瘤復發的概率[39]。Liao等[40]認為機體內TREM-1介導的慢性炎癥反應會使細胞高度增生，進而增加細胞的變異機率，誘發腫瘤形成。周定洲等[41]發現星形細胞瘤中TREM-1的表達增加，并與星形細胞瘤的惡性進展程度及預后有關。TREM-1對于評估星形細胞瘤生物學行為和惡性進展程度具有重要的參考價值。

5 小結與展望

研究證實了TREM-1通過多種方式介導炎性反應，發揮促炎作用，以此參與了疾病的發生、發展過程。由此設想，通過干預TREM-1的表達可能會讓患者從中獲益，但是目前對TREM-1的天然配體及其配體結合位點的研究還不成熟，也未能構建出抑制TREM-l基因表達的動物模型，這些都限制著我們深入研究TREM-1胞內信號轉導通路，阻礙著我們研究出TREM-1拮抗劑。但是隨著更深入、更廣泛研究探索，TREM-1有希望成為中樞神經系統相關疾病的診斷標志和治療靶點。