高正君 綜述，薛曉東 審校

（甘肅省人民醫(yī)院整形美容科　甘肅　蘭州　730000）

TGF-β激活激酶1在TGF-β、Toll樣受體信號(hào)途徑中對(duì)瘢痕疙瘩形成的作用

高正君 綜述，薛曉東 審校

（甘肅省人民醫(yī)院整形美容科甘肅蘭州730000）

在世界范圍內(nèi)瘢痕疙瘩的治療一直是個(gè)難題，除白化病患者外，各個(gè)種族均有發(fā)病。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國人的瘢痕疙瘩（Keloid，K）發(fā)病率在世界上僅次于黑種人，是一種常見且多發(fā)的疾病。尤其是生長于頭面部等暴露部位或功能部位的瘢痕疙瘩，對(duì)患者造成極大的痛苦。對(duì)于K的治療除手術(shù)以外有多種方法，但迄今為止沒有辦法達(dá)到治愈［1］。K預(yù)防和治療的困難在于：①其形成機(jī)制復(fù)雜又不十分明確；②對(duì)其臨床發(fā)生發(fā)展的進(jìn)程缺乏前瞻性的預(yù)測。因此，明確K產(chǎn)生的機(jī)理是預(yù)防和治療K的關(guān)鍵。本文將對(duì)與K關(guān)系最為密切的轉(zhuǎn)化生長因子-β（Transform growth factor-β，TGF-β）信號(hào)通路和近來研究漸熱的Toll樣受體（Toll-like receptors，TLRs）信號(hào)通路做闡述總結(jié)，并探討以上兩條信號(hào)通路的關(guān)系，及其中均涉及到的轉(zhuǎn)化生長因子-β激活激酶1（TGF-activated kinase 1，TAK1）能否成為K防治的靶點(diǎn)。

1　轉(zhuǎn)化生長因子-β（Transform growth factor-β，TGF-β）

TGF-β與K的形成密切相關(guān)，1型和2型TGF-β促瘢痕增生，3型TGF-β的作用尚有爭議。關(guān)于TGF-β信號(hào)途徑分Smad依賴通路和非Smad依賴通路。以往認(rèn)為，TAK1只參與非Smad途徑，近來有研究表明，TAK1也參與受體調(diào)節(jié)性Smads即Smad1、2、3、5、8的磷酸化激活，在Smad通路中也發(fā)揮作用［2］。

2　Toll樣受體（TLRs）

作為天然免疫模式識(shí)別受體之一，Toll樣受體（TLRs）可能通過以下原因促K形成：①TLRs介導(dǎo)持續(xù)免疫應(yīng)答引發(fā)慢性炎癥；②TLRs介導(dǎo)的過度修復(fù)；③病原體激活了包括TGF-β在內(nèi)的促纖維化因子。其信號(hào)通路有MyD88（髓樣分化分子88）依賴信號(hào)通路和非My88依賴信號(hào)通路（TRAM通路）。其中TLR1、2、5、6、7、8、9為MyD88依賴信號(hào)通路，TLR3為非MyD88依賴信號(hào)通路，TLR4兼有以上兩種通路［3］。

3　轉(zhuǎn)化生長因子激活激酶1（TGF-activated kinase 1，TAK1）

TAK1為絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，是MAPKKK（mitogen-activatedkinasekinasekinase，MAPKKK或MAP3K）家族成員，最初發(fā)現(xiàn)它是TGF-β誘導(dǎo)MAP（絲裂原激活蛋白）激酶激活的調(diào)節(jié)分子。TAK1可以由多種配體-受體的相互作用磷酸化而激活，如：TGF-β、TNF-α、L-1、脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）等。與TAK1相互作用的蛋白TAB1/2/3（TAK1結(jié)合蛋白）作為接頭蛋白鏈接TAK1和泛素化修飾的TRAF6（腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子），接下來TAK1一方面增強(qiáng)Ikk復(fù)合物（IκB激酶復(fù)合體）活性，加快IκB磷酸化降解，釋放NF-κB二聚體，另一方面活化MAPKKS（絲裂原活化蛋白激酶激酶）成員MKK3/6激活MAPKs包括ERK1/2、P38和Junk，然后再磷酸化轉(zhuǎn)錄因子AP-1，啟動(dòng)炎癥、免疫反應(yīng)、細(xì)胞凋亡和纖維化疾病等病理生理過程［4］。

4　瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞（Keliod fibroblast，KFb）高表達(dá)TLRs和TGF-β

TLRs可以通過刺激先天性免疫應(yīng)答和提高獲得性免疫反應(yīng)來保護(hù)機(jī)體，但是它所引起的持續(xù)性炎癥反應(yīng)也會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生損傷。具體來說，TLR3、TLR7/TLR8、TLR9誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生I型干擾素，發(fā)揮抗病毒免疫作用。TLR2和TLR4激活樹突細(xì)胞后分別產(chǎn)生IL-12、IP-10（IFN-γ介導(dǎo)蛋白）和P19等細(xì)胞因子或化學(xué)激活因子，后三者均可使Th細(xì)胞分化為Th1細(xì)胞，若缺乏或不足則分化成Th2細(xì)胞。

瘢痕纖維化與Th2類細(xì)胞因子有顯著關(guān)聯(lián)，Th2細(xì)胞應(yīng)答占優(yōu)勢時(shí)，可促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖和細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）沉積，在特定條件下形成瘢痕疙瘩［5］，即“Th2優(yōu)勢”理論。研究表明，Toll樣受體2型、4型（Toll-like receptors，TLR2、TLR4）在瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞（KFb）表達(dá)明顯上調(diào)，而TLR7表達(dá)下調(diào)［6］；TLR6、8、9在K中的表達(dá)與正常皮膚相比明顯增加［7］；TLR3、4還可通過TRAM依賴途徑（即非MyS88依賴途徑）激活周期素，直接誘導(dǎo)組織增生［8］；被病毒反復(fù)感染的小鼠體內(nèi)TLRs介導(dǎo)，TGF-β表達(dá)明顯增高，心肌纖維化程度顯著增加［9］；用TLR4的天然配體脂多糖刺激瘢痕及正常皮膚組織的成纖維細(xì)胞（Fb），結(jié)果兩種Fb均顯著增殖、胞內(nèi)TLR4含量增加，MyD88、TGF-β、I型前膠原的表達(dá)均上調(diào)，且在瘢痕Fb中表現(xiàn)更為顯著，特異性干擾MyD88的表達(dá)后，TGF-β水平隨即明顯降低［10］。

TGF-β對(duì)成纖維細(xì)胞而言可刺激細(xì)胞外基質(zhì)（EMC）沉積，抑制膠原酶的產(chǎn)生，還是成纖維細(xì)胞和單核細(xì)胞的有效趨化劑［11］。TGF-β可通過Smad信號(hào)通路上調(diào)TGF-β基因表達(dá)，其產(chǎn)物再作用于自身TGF-β受體形成放大效應(yīng)［12］。在瘢痕疙瘩中，TGF-β的濃度明顯增高，且瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞（KFb）對(duì)TGF-β的敏感性亦顯著增高［13］。Peter等［14］發(fā)現(xiàn)在傷后肉芽組織及20個(gè)月后的增生性瘢痕中可見大量TGF-β1 和TGF-β2受體表達(dá)強(qiáng)陽性的成纖維細(xì)胞（Fb）。他們認(rèn)為病理性瘢痕的形成是因?yàn)槌衫w維細(xì)胞長時(shí)間高表達(dá)TGF-β受體，從而導(dǎo)致持續(xù)性正反饋調(diào)節(jié)所致。另有Takami等［15］研究人員發(fā)現(xiàn)，TGF-β是一個(gè)免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)劑，可以放大免疫反應(yīng)，并在特定條件下能更有效地介導(dǎo)免疫反應(yīng)。

綜上，K中TGF-β1、TGF-β2及TLRs高表達(dá)，而TLRs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的最終結(jié)果是產(chǎn)生包括TGF-β在內(nèi)的多種炎癥因子，而K患者在發(fā)病前皮膚均為正常，據(jù)此推測：K可能是患者體內(nèi)TLRs表達(dá)、調(diào)節(jié)異常，皮膚損傷后發(fā)生持續(xù)過度免疫應(yīng)答，激活TLRs造成“Th2”優(yōu)勢以及TGF-β等細(xì)胞因子過表達(dá)促使正常成纖維細(xì)胞（NFb）向瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞（KFb）轉(zhuǎn)變，而KFB又過表達(dá)TLRs及TGF-β，致持續(xù)免疫應(yīng)答和持續(xù)瘢痕修復(fù)，病理上表現(xiàn)出上皮細(xì)胞-間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化（Epithelialmesenchymal transformation，EMT）、膠原增生、細(xì)胞外基質(zhì)沉積、成纖維細(xì)胞增殖等，此過程可通過環(huán)路自身放大，最終導(dǎo)致瘢痕疙瘩。

5　TAK1及其抑制劑的研究

早在2003年，OnO等就發(fā)現(xiàn)負(fù)向調(diào)控TAK1可有效阻斷TGF-β信號(hào)通路，顯著減少細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）沉積，從而抑制TGF-β誘導(dǎo)的細(xì)胞纖維化［16］。后來又相繼報(bào)道了靶向TAK1可以控制異常炎癥反應(yīng)及癌癥［17］；肝臟內(nèi)TAK1和c-Jun N末端激酶（JNK）激活后，肝星形細(xì)胞和Kupper細(xì)胞活化，促進(jìn)炎癥、進(jìn)行性肝纖維化，在晚期補(bǔ)償性增殖導(dǎo)致肝癌產(chǎn)生［18］；TAK1可抑制在腫瘤中高表達(dá)的人端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（hTERT）并介導(dǎo)正常人成纖維細(xì)胞衰老［19］等。對(duì)于TAK1缺陷性小鼠的細(xì)胞研究表明，TLRs信號(hào)通路中NF-κB和MAPK激活受抑制，進(jìn)而導(dǎo)致促炎性細(xì)胞因子表達(dá)下調(diào)，說明TAK1在NF-κB和MAPK信號(hào)通路中起著不可代替的作用［20］。Yumoto等［2］通過TAK1基因敲除小鼠和TAK1抑制劑5Z-7-oxozeaenol發(fā)現(xiàn)：TAK1參與TGF-Smad2/3及BMP-Smad1/5/8通路Smads的磷酸化，對(duì)于TGF-β的Smad通路和非Smad通路有交叉介導(dǎo)作用。由于TAK-1在TGF-β及TLRs信號(hào)途徑均為中樞性中介物，以上兩條信號(hào)通路又與瘢痕疙瘩密切相關(guān)，據(jù)此推測，特異性阻斷TAK1可以防治瘢痕疙瘩。

6　問題與展望

K有腫瘤邊緣特性，持續(xù)增生但不轉(zhuǎn)移，縱觀多個(gè)學(xué)科關(guān)于腫瘤發(fā)生機(jī)制的研究，免疫因素及免疫治療多已成為熱門話題。Toll樣受體（TLRs）作為重要的免疫相關(guān)受體，對(duì)免疫功能有雙重調(diào)節(jié)作用，激活不足或激活過度均導(dǎo)致機(jī)體異常甚至疾病。在人類發(fā)現(xiàn)有10種TLRs，其激活劑、抑制劑正在被相繼研發(fā)。TLRs在K中的表達(dá)、調(diào)節(jié)異常已是可以肯定的，但具體哪一型TLR表達(dá)上調(diào)或下調(diào)以及在K中的調(diào)節(jié)機(jī)制如何尚不清楚。

外界刺激使正常皮膚成纖維細(xì)胞（Fb）TLRs異常激活后，免疫應(yīng)答異常，TGF-β表達(dá)上調(diào)，使Fb增殖能力加強(qiáng)、膠原產(chǎn)生增多、分泌更多促纖維化因子，從而轉(zhuǎn)變?yōu)轳：鄹泶癯衫w維細(xì)胞（KFb），進(jìn)而再高表達(dá)TGF-β，異常表達(dá)TLRs，加重瘢痕疙瘩病理進(jìn)程。TGF-β的自身放大效應(yīng)除由其自身信號(hào)通路介導(dǎo)，是否與上述環(huán)路有關(guān)？KFb上高表達(dá)的TGF-β受體（TβR）是否為高濃度TGF-β的適應(yīng)性結(jié)果？TLRs的異常表達(dá)是否也存在自身放大？筆者認(rèn)為這些問題都很有研究價(jià)值。

自Kenji等于2013年報(bào)道TAK1可使受體性Smads（Smad1、2、3、5、8）磷酸化激活，TAK1不再被認(rèn)為只參與TGF-β非Smads途徑，結(jié)合傳統(tǒng)TGF-β信號(hào)通路，及上文顯示的TLRs信號(hào)通路，可以看出TAK1在上述兩條信號(hào)通路中處于中樞性地位。目前關(guān)于TAK1及其抑制劑的研究主要集中在凋亡、免疫、腫瘤等，病理性纖維化方面涉及到肝臟、肺臟和腎臟［23］，而TAK1與K的研究尚未見報(bào)道。TAK1是否也能成為K的防治靶點(diǎn)有待研究。

K的發(fā)生由免疫因素介導(dǎo)，細(xì)胞因子實(shí)現(xiàn)，臨床上應(yīng)用細(xì)胞因子類藥物也有一定效果。試想若針對(duì)免疫，是否可以從發(fā)病機(jī)制的上游干預(yù)阻斷？理論上，免疫治療必會(huì)引起細(xì)胞因子表達(dá)改變，細(xì)胞因子治療是否會(huì)成為免疫治療的副產(chǎn)品？相信，隨著對(duì)K形成機(jī)制的深入了解，對(duì)該病的防治也會(huì)更上一階。

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編輯/李陽利

Role of TGF-β activated kinase 1 in TGF-β、Toll-like receptors signal pathways on keloid information

2015-05-07

2015-08-06