MyD88/NF-κB信號通路與流感病毒感染相關性探析

崔 迪，岳冬輝

（長春中醫藥大學基礎醫學院，長春 130117）

流行性感冒是由流感病毒引起的急性病毒性呼吸道傳染病[1]，可引起嚴重的炎癥反應。其發病機制與炎癥反應信號通路的激活相關。流感病毒侵入呼吸道后，病毒復制產生的雙鏈DNA（dsDNA）激活感染細胞髓樣分化因子88（MyD88）/核因子-κB（NF-κB）信號通路，通過Toll 樣受體（TLRs）、MyD88 和NF-κB 等相關蛋白的信號傳遞，完成炎癥信號轉導過程。為闡明流感病毒感染的作用機制，現基于MyD88/NF-κB 信號通路與流感病毒感染相關性展開研究。

1 MyD88/NF-κB 信號通路中的關鍵因子

1.1 MyD 88 MyD88 是一種存在于Toll/白細胞介素-1（IL-1）受體（Toll/IL-1 receptor，TIR）信號通路中的接頭蛋白，其基因主要在免疫細胞中表達[2]。MyD88具有兩個特殊的結構區域，即N 端死亡結構域（DD）和C 端TIR 結構域。C 端TIR 結構域能與TLRs 上的TIR 結構域相作用，介導下游信號傳導。N 端死亡結構域能與其他具有死亡結構域的蛋白相作用。MyD88也存在中介結構域（INT），它可以與白細胞介素-1相關受體相關激酶（IRAK）相互作用，在TLRs 信號通路中能激活下游促炎細胞因子[3-4]。

MyD88 在炎癥反應中扮演中心樞紐的角色，可誘導幾個位于質膜或核內體的受體發出信號[5]。MyD88依賴通路是最主要的TLRs 信號通路，它可以激活NFκB，控制目的基因的表 達。當胞外炎性信號通過TIR結構域呈遞給MyD88，MyD88 與IRAK4 作用，致使IRAK4 磷酸化，并作用 于腫瘤壞死因子受體相關因子6（TRAF6）。如果缺少MyD88 的存在，激活信號的向下傳導將會受到很大影響，最終影響各種促炎細胞因子和機體防御蛋白的轉錄及表達[6-8]。

1.2 NF-κB NF-κB 蛋白家族由兩個亞家族組成，分別為NF-κB 蛋白和Rel 蛋白。Rel 亞家族包括：c-Rel、RelB、RelA（P65）、Dorsal 和Dif。NF-κB亞家族成員包括：P50/P105（NF-κB 1）、P52/P100（NF-κB2）和Relish。這些蛋白共享一個高度保守的DNA 結合/二聚結構域，稱為Rel 同源結構域（RHD）。Rel 蛋白的C 端部分具有轉錄激活域（TAD）。NF-κB 亞家族蛋白的C-末端含有連接蛋白重復抑制域，可通過蛋白酶體介導的蛋白水解去除[9]。

NF-κB 是細胞內重要的核轉錄因子。它參與機體的炎癥反應、免疫應答，能調節細胞凋亡和應激反應。NF-κB 信號通路分為經典信號通路和非經典信號通路。經典信號通路是通過降解核因子κB 抑制蛋白（inhibitory-κB，IκB）使NF-κB 二聚體得到釋放。靜息狀態下，I κB 平時與二聚體的p65 或p50 結合，掩蓋NF-κB 的核定位序列，使NF-κB 處于失活狀態。當細胞受到感染源或者炎癥細胞因子的刺激時，IκB 激酶（IκKs）中的IKKβ 亞基激活并發生磷酸化。活化的IKKβ 亞基進一步磷酸化IκB 家族中IκBαN 端的絲氨酸殘基，E3 泛素化連接酶結合到這些磷酸 絲氨酸位點對IκBα 進行多泛素化修飾并誘導其被降解，NF-κB 的抑制被解除，暴露其核定位序列，激活NF-κB。活化的NF-κB 進入核內，與DNA 結合，啟動基因轉錄，產生相應的細胞因子[10]。經典信號通路激活過程短暫、迅速，5 min 左右即可使細胞內NF-κB 信號通路的活性水平達到峰值。如果缺少NF-κB 的存在，將影響基因轉錄的啟動，最終影響細胞因子的產生。

2 MyD88/NF-κB 信號通路轉導過程

MyD88/NF-κB 信號通路是炎癥反應過程中的關鍵通路，廣泛存在于各種細胞中，尤其在TLRs 的依賴性MyD88 途徑中MyD88/NF-κB 信號通路占有極其重要的地位。依賴性MyD88 途徑是TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7 和TLR9 的下游。當病毒與細胞融合之后，病毒利用宿主細胞的生存條件大量增殖，中間產物dsRNA 可被TLRs 識別，激活宿主免疫應答，激活依賴性MyD88 途徑。當TLR 受體與配體結合后，TLR 受體的TIR 發生變構，MyD88 的C端區域與TIR 結合，N 端通過死亡結構域（DD）募集同樣含有死亡作用域的IRAK，導致IRAK自身磷酸化，磷酸化的IRAK 從MyD88 上脫離并與TRAF6 結合，TRAF6 活化絲裂激活蛋白激酶家族成員中的NF-κB誘導激酶（NIK），NIK 自身磷酸化激活IκKs，導致IκB 的泛素化并從IκB/NF-κB 復合物中釋放，NF-κB 發生核轉位，轉錄因子的激活，從而產生原發性致炎因子，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和IL-1 等，完成炎癥信號轉導過程[11-12]。大部分TLR 都利用MyD88 至NF-κB 活化的信號傳導途徑，控制炎癥反應，該通路活化過度或負向調控不足均能導致嚴重的免疫相關性疾病和炎癥性疾病[12]。

3 MyD88/NF-κB 信號通路與流感病毒感染的相關性研究

MyD88/NF-κB 信號通路的活化程度與流感病毒感染的程度密切相關。感染流感病毒后，該信號通路的活化程度過高會引起機體內宿主細胞發生嚴重的炎癥反應及免疫病理損傷。當流感病毒吸附于呼吸道上皮細胞后，經內吞作用將其吞入體內，后經過脫殼、釋放等一系列步驟完成病毒的復制[13-14]。機體在感染流感病毒后迅速啟動免疫系統，大量的免疫細胞募集，通過活化MyD88/NF-κB 信號通路，經過一系列激活、轉導和轉錄后，產生細胞炎性因子，抑制宿主細胞內的蛋白合成，限制了病毒的復制。但同時這些細胞因子也會導致細胞凋亡、白細胞滲出、毛細血管通透性提高、氣道堵塞等一系列反應，使患者出現高熱寒戰、咽痛咳嗽等癥狀，甚至導致機體死亡[15]。有研究 發現，小鼠在感染流感病毒后TLR4-NF-κBp65 信號通路出現活化現象，其通過調節TLR4/7 的信號通路中MyD88、NF-κBp65 的表達，進而調控炎性反應[16]。幼齡小鼠TLR4-NF-κBp65 的表達比成年小鼠的表達程度更高，免疫力損傷程度更重[17]。這也進一步證明當病毒侵入機體后，MyD88/NF-κB 活化程度過高，機體免疫損傷的程度就會加重。

4 調控MyD88/NF-κB 信號通路的中藥研究

中藥可以通過對細胞因子和蛋白的調節和干預，進而控制機體的炎性過度反應，在治療流感中起到了關鍵作用。實驗證明，部分中藥單體或合方是可以通過調節MyD88/NF-κB 信號通路抑制細胞的炎性反應。研究表明，黃芩苷通過抑制TLR7 介導的MyD88依賴性信號通路，抑制了NF-κB P65 的核轉位及表達，從而減少流感病毒感染巨噬細胞后炎性細胞因子TNF-α、MCP1 的產生，且黃芩苷可以通過正、負兩方面反饋，對NF-κB 信號通路進行調控，從而減輕流感感染中的炎癥反應，發揮抗炎作用[18]。山柰酚通過下調NF-κB 信號通路的磷酸化抑制流感病毒誘導，包括IL-8 和TNF-α 等在內的炎癥因子的過度表達，從而抑制流感病毒復制，最終減輕流感病毒所致的急性肺損傷[19]。疏風宣肺方、桂枝麻黃各半湯以及清熱透表方可下調小鼠肺中TLR7、MyD88 以及NF-κBp65 的表達，達到抗流感的目的。證明此方可以通過調節該信號轉導通路的表達，改善流感病毒對肺組織的損傷[20]。由此可知，中藥是可以通過調節該信號通路的表達來抑制炎癥反應，達到抗流感的目的，但大多數中藥抗流感的機制尚不明確，MyD88/NF-κB 信號通路的進一步研究可為其他中藥抗流感病毒機制研究提供依據。

5 小結

綜上，MyD88/NF-κB 信號通路是流感病毒感染后產生炎癥反應過程中的重要通路，在機體先天免疫反應中占有重要的地位。該信號通路中MyD88、NF-κB等蛋白的過表達能夠引起機體的炎癥反應及自身免疫病理損傷。因此，通過藥物調節MyD88/NF-κB 信號通路中關鍵靶點的活性，可抑制下游細胞因子的表達，減少炎性細胞因子的產生，減輕因炎性細胞因子過度釋放所造成的機體炎癥反應，緩解機體自身免疫損傷程度，從而發揮抗流感病毒的作用。這為下一步進行中藥抗流感病毒感染作用機制的實驗研究提供依據。