楊衛(wèi)振,脫紅芳,彭彥輝
(河北省人民醫(yī)院,石家莊050051)
急性胰腺炎(AP)是一種起病急、進展快、病情重、可涉及全身各個臟器組織的急腹癥。在AP發(fā)病機制中,促炎因子和抗炎因子失衡理論逐漸被重視。干預AP時信號轉(zhuǎn)導通路中關(guān)鍵細胞因子的調(diào)控,遏制觸發(fā)炎癥介質(zhì)的“瀑布樣級聯(lián)反應”,達到抑制AP進展的治療新方法正被關(guān)注。目前針對AP實驗室治療研究的細胞因子包括TNF-α、IL-6、ICAM-1等。本文就分子生物學中研究熱點的幾種細胞因子與AP的關(guān)系予以綜述。
1.1 NF-κB簡介 NF-κB是一種能與免疫球蛋白κ輕鏈基因增強子κB序列(GGGACTTTC)特異結(jié)合的核蛋白因子。它是由Rel家族構(gòu)成的二聚體蛋白,具有1個由300個氨基末端組成的Rel同源結(jié)構(gòu)域。靜息狀態(tài)下NF-κB蛋白分子中Rel功能區(qū)與其抑制蛋白IκB的5~7個錨蛋白重復序列結(jié)合形成無活性的三聚體,以抑制NF-κB分子由胞質(zhì)向核移位。當受到外界因素刺激時,IκB磷酸化,通過迅速激活泛素—蛋白酶體途徑,暴露出NLS和DNA結(jié)合位點,激活NF-κB的核定位信號,發(fā)生核易位,引起相應基因的轉(zhuǎn)錄[1]。
1.2 NF-κB與AP的關(guān)系 NF-κB是廣泛存在于人體多種細胞的轉(zhuǎn)錄因子,是多種細胞因子、化學趨化因子、黏附分子、生長因子和免疫受體等基因表達的樞紐,也是參與機體免疫炎癥反應的快速反應因子,在AP發(fā)病機制學說中起重要作用。Meng等[2]在大鼠AP模型中觀察到,建立模型后NF-κB主要在胰腺腺泡細胞的胞質(zhì)表達,3 h時出現(xiàn)表達高峰,指出NF-κB高表達在誘發(fā)AP反應中作用明顯。Chen等[3]采用腺病毒作為載體,使NF-κB活性亞單位ReL/P65的基因與腺病毒的DNA片段進行整合,并通過胰管注射注入胰腺,NF-κB目的基因在胰腺內(nèi)表達,產(chǎn)生大量活化的NF-κB,對照組未出現(xiàn)上述改變。
1.3 NF-κB治療實驗研究 實驗中對NF-κB通道的控制可采取兩種方法[4]:①通過藥物或特異抗體拮抗相關(guān)因子;②通過基因操作的方法建立相關(guān)因子不表達或受體不表達。治療藥物主要包括IκB激酶(IKK)抑制劑、P38MAP抑制劑、抗氧化劑、蛋白酶體抑制劑、糖皮質(zhì)激素、非甾體類抗炎藥物等?;蛑委熤饕ㄖ苯拥幕蜣D(zhuǎn)移、反義核因子寡核苷酸和核因子圈套寡聚脫氧核苷酸、RNA干擾等。上述治療方法通過不同途徑抑制NF-κB活化,阻斷炎癥信號轉(zhuǎn)導通路,降低炎性介質(zhì)和炎性因子釋放,從而減輕實驗中AP的病情進展。NF-κB可作為AP有價值的治療靶點。
2.1 TRAF6簡介 TRAF6是TNF超家族和Toll樣/IL-1受體(TIR)超家族重要的接頭分子。家族中包括7個密切相關(guān)的蛋白,其中TRAF6由530個氨基酸組成。LRs的信號轉(zhuǎn)導通路中,TLR4與MyD88相互作用誘導IL-1受體相關(guān)激酶(IRAK)磷酸化,IRAK脫離MyD88與TRAF6結(jié)合后活化轉(zhuǎn)化生長因子B激酶1(TAK1),進一步活化NF-κB激酶(NIK),NIK再激活I(lǐng)KK復合體,使IκB泛素化而被降解,致使IκB與NF-κB解離,NF-κB遷移到胞核內(nèi),導致一系列特定基因的表達,從而產(chǎn)生原發(fā)性致炎因子(TNF-α、IL-1等),完成炎癥的信號轉(zhuǎn)導過程[5]。
2.2 TRAF6與AP的關(guān)系 TRAF6是直接參與TNFR家族和IL-1R/TLR超家族信號傳導的信號銜接蛋白,在固有免疫和獲得性免疫、炎癥、組織內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定中發(fā)揮著重要作用。實驗采用TRAF6基因敲除小鼠模型中TLR2、TLR5、TLR7、TLR9受體在相應病原體的刺激下不能激活NF-κB。Zhou等[6]研究發(fā)現(xiàn),在小鼠AP時TRAF6在胰腺組織和肺組織上表達有先降后升的趨勢,并認為TLR4-TRAF6通路參與了胰腺炎癥及胰腺炎相關(guān)的肺損傷,其機制可能是觸發(fā)了某些凋亡相關(guān)的信號通路。Lomaga等[7]發(fā)現(xiàn)TRAF6缺失小鼠明顯降低 LPS誘導的NF-κB和誘生型NO合成酶的活性,并導致IL-1和IL-18信號傳導障礙,使機體對LPS低反應。有研究表明通過TRAF6基因沉默可顯著降低LPS誘導的c-Jun氨基末端激酶和I-KB磷酸化。
2.3 TRAF6治療實驗研究 Chen等[8]實驗研究發(fā)現(xiàn),誘導性熱休克蛋白70作為TRAF6的C端結(jié)構(gòu)域結(jié)合,抑制其介導的NF-κB活化,以達到治療炎癥的目的。Chen等設計出與TRAF6的C端TRAF結(jié)構(gòu)域結(jié)合的干擾RNA,其抑制TRAF6蛋白表達,阻斷其介導的CD40和LI-1信號,從而減輕炎癥的發(fā)展。鑒于TRAF6能同時介導多條信號通路,因此有望通過拮抗TRAF6的表達來治療AP。
3.1 PAF簡介 PAF是由血小板、中性粒細胞等多種細胞產(chǎn)生的具有強大生物學活性的磷脂類介質(zhì),生理狀態(tài)下是以前體形式儲存在細胞膜內(nèi),當機體受到TNF、白三烯、內(nèi)毒素等炎性介質(zhì)刺激后,磷脂酶A2被激活、形成并釋放活性的PAF,與PAF受體結(jié)合,激活磷脂酰肌醇、細胞內(nèi)信使系統(tǒng),相關(guān)蛋白激酶誘導絲氨酸、酪氨酸等發(fā)生磷酸化,傳遞信息從而發(fā)揮生物效應[9]。
3.2 PAF與AP關(guān)系 PAF作為AP時最關(guān)鍵的強效脂質(zhì)性炎癥介質(zhì),在加重胰腺微循環(huán)障礙、誘導胰腺持續(xù)缺血和壞死的同時,又在促進急性炎癥反應中發(fā)揮中心樞紐的作用[10]。在AP早期造模實驗中,胰腺損傷的程度與胰腺組織PAF-R mRNA表達水平一致。AP中PAF的作用機制[11]包括:活化血小板,使血小板黏附、聚集,形成血栓,由于胰腺動脈常為終末支,致使胰腺的血流灌注不足,加重胰腺微循環(huán)障礙,致胰腺缺血、壞死;與TNF、IL-6等細胞因子相互誘導合成及釋放,協(xié)同參與,使細胞因子間網(wǎng)絡調(diào)控紊亂,并激活炎性細胞,加重組織破壞;胰腺內(nèi)游離鈣水平升高,損傷胰腺細胞,加重胰腺外分泌及胰酶活化。
3.3 PAF治療實驗研究 新近的研究顯示PAF受體拮抗劑可有效抑制PAF在AP中的致病作用。銀杏苦內(nèi)酯B(BN52021)能拮抗PAF與其受體結(jié)合,使PAF不能通過G蛋白轉(zhuǎn)導激活效應器酶,從而阻斷PAF受體信號轉(zhuǎn)導[12]。Pooran等[13]研究發(fā)現(xiàn)PAF拮抗劑BB-882在實驗性AP模型中可以顯著降低血清淀粉酶,并改善胰腺組織學評分,降低動物死亡率。在臨床試驗中BB-882顯著降低SAP患者的血清IL-6、IL-8水平,降低器官衰竭的發(fā)生率,改善SAP患者的住院時間。PAF與SAP有關(guān)的全身炎性反應綜合征逆轉(zhuǎn)的結(jié)果令人鼓舞。
4.1 RIP3簡介 RIPs是一類具有特異的絲氨酸/蘇氨酸激酶活性的蛋白。今發(fā)現(xiàn)RIP家族成員已有7種。它們在結(jié)構(gòu)上具有一段同源性較高的Ser/ Thr特異的保守激酶結(jié)構(gòu)域。RIP3廣泛表達于胚胎和大量的成熟組織中。它定位于人染色體14qll.2,是一個在腫瘤發(fā)生中多發(fā)基因突變的區(qū)域。體外激酶分析實驗表明,RIP3是一個會發(fā)生自磷酸化的激酶。
4.2 RIP3與AP關(guān)系 最新研究發(fā)現(xiàn),RIP3作為TNF誘導的細胞凋亡與細胞壞死相互轉(zhuǎn)換的分子開關(guān),RIP3是多種細胞壞死所必需的。王曉東等[14]利用高通量RNAi篩選技術(shù)鑒定了RIPK1的同家族蛋白RIP3是調(diào)控TNF-α誘導性細胞壞死的關(guān)鍵蛋白。并發(fā)現(xiàn)RIP3只在一些細胞中選擇性表達,其表達跟TNF-α誘導性細胞壞死密切相關(guān)。韓家淮等指出RIP3通過激活關(guān)鍵代謝酶的活性調(diào)節(jié)TNF介導的活性氧簇產(chǎn)量,活性氧簇能促進RIP3誘導細胞壞死。揭示細胞能量代謝的調(diào)節(jié)會影響細胞選擇不同的死亡方式。指出RIP3表達量高細胞則走向壞死路徑,表達量低細胞則走向凋亡路徑。
細胞凋亡是一種正常的生理現(xiàn)象,而細胞壞死則是病理性變化。細胞壞死常引發(fā)組織急性炎癥。實驗研究發(fā)現(xiàn)胰腺腺泡細胞對損傷的反應在評價疾病嚴重程度中起重要作用,可以通過誘導胰腺細胞凋亡的方法減少細胞壞死而治療AP。在雨蛙素誘導的小鼠AP模型中,RIP3基因敲除的鼠血清淀粉酶明顯降低,胰腺細胞的壞死顯著減少,有效降低了胰腺組織的損傷。
目前對RIP3的研究甚少,但通過對凋亡機制的進一步研究,使人們更深入地了解了細胞壞死以及與細胞壞死相關(guān)疾病的病因,如果我們能夠有效抑制RIP3的活性,就能在一定程度上控制細胞死亡方式,對那些由細胞死亡導致的相關(guān)疾病就可能起到減輕或治療的作用。RIP3可成為AP的治療靶點。
限于當前科學知識及技術(shù)的發(fā)展,在AP靶向治療的過程中存在許多問題:①對炎癥傳導通路中的關(guān)鍵性細胞因子生物學功能不完全了解;②對炎癥信號轉(zhuǎn)導各通路機制了解不夠透徹;③各個信號通路之間形成相互交叉、相互代償?shù)霓D(zhuǎn)導網(wǎng)絡;④具體藥物的作用機制尚不明確,存在毒副作用。針對細胞因子靶向治療出現(xiàn)的問題,需以功能明確的特異性炎癥細胞分子作為靶點,進行多靶點聯(lián)合治療,增加藥物的特異性和針對性,降低其毒副反應,提高靶向治療的效率。目前單獨針對單靶點分子的治療效果不理想,且以細胞因子為靶點治療多處于動物實驗階段。相信隨著基礎(chǔ)研究的不斷深入,AP發(fā)病機制會逐漸明確,更多功能明確的特異性靶點分子被確定,分子靶向治療一定可以在不久的將來給AP治療帶來更多改變。
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