ATP-P2X7R軸在炎癥性疾病中的作用

顏詩(shī)怡，陳詩(shī)垚，關(guān)飛，雷家慧

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院病原生物學(xué)系，湖北 武漢 430030

核苷酸受體P2X在哺乳動(dòng)物體內(nèi)廣泛分布，其亞型之一嘌呤受體P2X7（purinergic receptor 2X7，P2X7R）在多種炎性狀態(tài)下表達(dá)上調(diào)，在呼吸、消化、神經(jīng)等多個(gè)系統(tǒng)疾病中產(chǎn)生重要作用[1]。P2X7R 是三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）門控的離子通道，ATP 作用于P2X7R 后，通過(guò)活化NLRP3 炎癥小體，產(chǎn)生復(fù)雜的下游信號(hào)，影響炎癥因子的釋放從而參與炎癥性疾病的發(fā)生[2]。近年來(lái)針對(duì)ATP-P2X7R 信號(hào)通路的研究較多，本文就目前ATP-P2X7R 軸在炎癥性疾病中作用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 ATP-P2X7R軸

1.1 ATP ATP是一種高能量化合物，作為普遍供能物質(zhì)幾乎存在于人體所有組織細(xì)胞。ATP通常存在于細(xì)胞內(nèi)部，由各種產(chǎn)能反應(yīng)提供，線粒體是其主要來(lái)源。此外，ATP 也存在于細(xì)胞外基質(zhì)[3]。生理狀態(tài)下細(xì)胞可將ATP作為能源物質(zhì)分泌至胞外，早在1959年，Holton[4]發(fā)現(xiàn)兔的神經(jīng)系統(tǒng)中有ATP作為遞質(zhì)釋放現(xiàn)象。病理情況下細(xì)胞死亡后胞內(nèi)ATP 溢出，成為信號(hào)分子。嘌呤能神經(jīng)傳遞假說(shuō)被提出后，ATP 被定義為非腎上腺素能和非膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)[5]。ATP在局部聚積到一定濃度后可以通過(guò)激動(dòng)嘌呤能受體產(chǎn)生嘌呤能信號(hào)，與其他信號(hào)分子相互作用，構(gòu)成一個(gè)非常復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，調(diào)節(jié)體內(nèi)多種細(xì)胞包括增殖、分化、死亡等在內(nèi)的病理生理過(guò)程[6]。

1.2 P2X7R P2X7R在嘌呤受體中屬于核苷酸受體P2 亞型，為P2XR 家族中的一個(gè)亞家族。P2XR家族共有7 個(gè)亞家族，均含有兩個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域和一個(gè)離子通道的形成基序，被定義為配體門控離子通道家族[1]。

P2X7R 為細(xì)胞外ATP 激活的配體門控離子通道，主要表達(dá)于神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞以及免疫系統(tǒng)的巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞等表面，由3個(gè)同源亞單位組成三聚體[2]。與其他亞家族不同，P2X7R 擁有較長(zhǎng)的胞質(zhì)側(cè)C 端，而該區(qū)域的完整對(duì)受體孔道的形成至關(guān)重要（孔道形成需要95%的C 末端區(qū)域）。不同濃度的外源性ATP作用于P2X7R，是細(xì)胞生存或細(xì)胞死亡受體激活的重要信號(hào)。P2X7R長(zhǎng)時(shí)間暴露在高濃度的ATP中，其常規(guī)陽(yáng)離子通道變?yōu)榭椎溃试SN-甲基-D-葡糖胺、乙錠等親水性大分子通過(guò)，通常導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[2]。觸發(fā)細(xì)胞死亡信號(hào)需要的ATP 濃度極高，體內(nèi)一般不會(huì)達(dá)到，故可以認(rèn)為P2X7R在生理情況下同其他P2XR一樣，控制鈣離子流，不導(dǎo)致炎性反應(yīng)和細(xì)胞死亡[7]。除了ATP 之外，細(xì)菌脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）也可以作用于P2X7R，主要是降低P2X7R激活的閾值，使其對(duì)環(huán)境中的ATP濃度敏感性增加[8]。

2 ATP-P2X7R軸下游信號(hào)通路和分子

2.1 概述 如圖1所示，P2X7R與ATP結(jié)合并激活后，可以通過(guò)髓系分化一級(jí)反應(yīng)蛋白88（myeloid differentiation primary response 88，MyD88）依賴的途徑激活核因子激活的B細(xì)胞的κ-輕鏈增強(qiáng)（nuclear factor Kappa B，NF-κB）[9]。NF-κB 可以促進(jìn)白細(xì)胞介素-1β前體（pro interleukin-1β，pro-IL-1β）、白細(xì)胞介素-18 前體（pro interleukin-18，pro-IL-18）和含pyrin 結(jié)構(gòu)域蛋白3（nod-like receptor family pyrin domain-containing protein 3, NLRP3）的mRNA 合成[10]，同時(shí)通過(guò)組裝NLRP3炎癥小體使含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-1（cysteinyl aspartate-specific proteases-1，Caspase-1）活化[11]。成熟的Caspase-1可以切割pro-IL-1β和pro-IL-18，產(chǎn)生成熟的白細(xì)胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）和白細(xì)胞介素-18（interleukin-18，IL-18）[12]。NF-κB在核中也會(huì)促進(jìn)促炎細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）的表達(dá)。除此之外，P2X7R 激活細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated-kinase，ERK）/分裂原激活的蛋白激酶（mitogen activated protein kinases，MAPK）信號(hào)通路也可誘導(dǎo)IL-6的生成[13]。

圖1 P2X7R激活引起炎癥因子釋放的機(jī)制

許多研究表明，ATP-P2X7R軸可通過(guò)激活自噬微管相關(guān)蛋白輕鏈3（light chain 3，LC3）參與誘導(dǎo)細(xì)胞自噬。但也有研究證明，P2X7R抑制劑可以增強(qiáng)某些細(xì)胞的自噬，提示P2X7R在細(xì)胞自噬過(guò)程中可能發(fā)揮著雙重作用。

2.2 NF-κB NF-κB是一種核轉(zhuǎn)錄因子，能與免疫球蛋白κ鏈基因增強(qiáng)子κB序列特異性結(jié)合，并能促進(jìn)κ 鏈基因表達(dá)[14]。它最早在淋巴細(xì)胞上被識(shí)別，后來(lái)發(fā)現(xiàn)它幾乎存在于所有類型的細(xì)胞[15]。NF-κB家族由P50、P52、Rel、Rel-A（P65）和Rel-B組成，P65磷酸化是NF-κB 發(fā)揮生物學(xué)功能的主要形式[16]。NF-κB 的激活途徑包括LPS、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）和T細(xì)胞受體信號(hào)通路，NF-κB與IκB 激酶（IκB kinase，IKK）復(fù)合物是三種信號(hào)通路的匯聚點(diǎn)，它由IKK1、IKK2和NF-κB必需調(diào)節(jié)劑（NF-κB essential modulator，NEMO）組成[17]。通常情況下，NF-κB蛋白作為與κB抑制劑IκB家族成員結(jié)合的無(wú)活性胞漿復(fù)合物的組分存在，一旦受到刺激，IκB 被IκB 激酶磷酸化并被蛋白酶降解，NF-κB即變?yōu)橛坞x狀態(tài)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中，與相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合從而激活免疫調(diào)節(jié)蛋白、促炎細(xì)胞因子、趨化因子、黏附分子和生長(zhǎng)因子的基因表達(dá)，導(dǎo)致其合成與分泌增加，其中包括IL-6、IL-1、TNF-α等[15]。大量產(chǎn)生的炎性因子也會(huì)形成正反饋?zhàn)饔糜谛盘?hào)通路，造成惡性循環(huán)[14]。在炎癥性疾病中，ATP 大量釋放后激活P2X7R，P2X7R 通過(guò)Toll 樣受體（Toll-ike receptor,TLR）家族成員的核心識(shí)別受體MyD88 依賴的途徑激活NF-κB[9]。

2.3 Caspase-1-IL-1β/IL-18 通路 細(xì)胞外基質(zhì)中ATP濃度升高達(dá)到閾值后P2X7R被激動(dòng)，病原體相關(guān)分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）或損傷相關(guān)分子模式（damage associated molecular patterns，DAMPs）隨之通過(guò)TLR的磷酸化活化NF-κB，促進(jìn)指導(dǎo)pro-IL-1β、pro-IL-18 和NLRP3 合成的基因的轉(zhuǎn)錄[10]。NLRP3 隨后暴露NACHT 結(jié)構(gòu)域，PYD 結(jié)構(gòu)域招募凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白（apoptosis-associated speck-like protein containing a Caspase-recruitment domain，ASC），ASC 的CARD 結(jié)構(gòu)域再招募pro-Caspase-1，組裝成NLRP3炎癥小體，并活化Caspase-1，隨后Caspase-1剪切形成成熟的IL-1β 和IL-18，發(fā)揮下游作用[12]。該通路在炎癥性疾病、感染性疾病、腫瘤免疫中都發(fā)揮著重要作用[2]。但在該通路中，各個(gè)系統(tǒng)的P2X7R 被激活后具體通過(guò)何種途徑活化NLRP3尚無(wú)從得知，需要進(jìn)一步深入研究。

2.3.1 NLRP3/ASC/Caspase-1 NLRP3 炎癥小體是由核心蛋白NLRP3、接頭蛋白ASC 和效應(yīng)蛋白Caspase-1組成的胞漿多蛋白復(fù)合物，參與多種炎癥反應(yīng)。NLRP3 屬于NLRs 蛋白家族，生理?xiàng)l件下處于自我抑制狀態(tài)，出現(xiàn)PAMP 或DAMP 后抑制狀態(tài)解除，開始組裝NLRP3炎癥小體。ASC接頭蛋白是一種分子量為22 kDa 的蛋白，含與NLRP3 結(jié)合的PYD 結(jié)構(gòu)域和招募pro-Caspase-1 的CARD 結(jié)構(gòu)域。Caspase-1 在細(xì)胞中以無(wú)活性的pro-Caspase-1形式存在，分子量為45 kDa，當(dāng)被招募并形成相對(duì)局部高濃度時(shí)會(huì)發(fā)生自體水解，完成活化[12]。Caspase-1 可以識(shí)別分子量為31 kDa 的pro-IL-1 并將其裂解為具有生物活性的IL-1[14]。IL-18 與IL-1結(jié)構(gòu)具有很高的同源性，也可以由Caspase-1來(lái)裂解活化。除上述功能外，活化的Caspase-1 還會(huì)切割GSDMD（gasdermin D）使其釋放N 末端結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜形成孔道，細(xì)胞內(nèi)容物包括IL-1β和IL-18等得以釋放，誘導(dǎo)細(xì)胞焦亡[18]。

2.3.2 IL-1β IL-1β屬于IL-1細(xì)胞因子家族，也是該家族中最重要的細(xì)胞因子[14]。IL-1β 在細(xì)胞中首先被翻譯成pro-IL-1β，當(dāng)細(xì)胞受到刺激時(shí)，Caspase-1活化并將其剪切形成有活性的IL-1β，進(jìn)一步發(fā)揮作用[12]。成熟的IL-1β 在鈣內(nèi)流時(shí)通過(guò)分泌溶酶體釋放。IL-1β也可以通過(guò)包含NLRP3炎性小體、pro-IL-1β、Caspase-1 和主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類分子的外泌體釋放[19]。IL-1β可由各種細(xì)胞產(chǎn)生，如巨噬細(xì)胞、上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等[20]。與其分布的廣泛性相對(duì)應(yīng)，IL-1β在機(jī)體內(nèi)的作用同樣廣泛。

2.3.3 IL-18 IL-18是一種可溶性細(xì)胞因子，是由α 和β 兩條鏈組成的異源二聚體。發(fā)現(xiàn)于1993年，于1995年因誘導(dǎo)IFN-γ 產(chǎn)生的能力被鑒定和克隆，也因此被稱為IFN-γ 誘生因子（IFN-γ inducing factor，IGIF）[11]。后因其與IL-1β 的氨基酸序列同源性以及共有的β 疊片結(jié)構(gòu)，被歸入IL-1 細(xì)胞因子家族[16]。IL-18主要以無(wú)活性的pro-IL-18存在，其活化過(guò)程與IL-1β 類似，也需要經(jīng)過(guò)Caspase-1 的切割[12]。成熟的IL-18 可單獨(dú)或與其他細(xì)胞因子共同發(fā)揮作用，誘導(dǎo)IFN-γ產(chǎn)生，繼而激活巨噬細(xì)胞產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子。除此之外還具有誘導(dǎo)Th1 細(xì)胞形成、直接激活巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)趨化因子分泌等功能[11]。

2.4 IL-6 IL-6在炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答和造血方面均發(fā)揮重要作用。因其具有多種生物活性先后被稱為B 細(xì)胞刺激因子2（B-cell stimulatory factor 2，BSF-2）、肝細(xì)胞刺激因子（hepatocyte stimulatory factor，HSF）、干 擾 素β2（interferon β2，IFN-β2），1986年證實(shí)其為同一種細(xì)胞因子，1989年被統(tǒng)一命名為IL-6[21]。IL-6 可以由多種細(xì)胞合成，包括單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、角質(zhì)形成細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和一些腫瘤細(xì)胞[22]。IL-6 受體（IL-6R, CD126）以膜結(jié)合型和可溶性兩種形式存在，IL-6 的激活途徑包括通過(guò)膜結(jié)合型的IL-6R 的經(jīng)典途徑與通過(guò)可溶性IL-6R（sIL-6R）的反式途徑，均可誘導(dǎo)ERK/MAPK 等多種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路的激活[23]。P2X7R 被激活后通過(guò)MyD88 依賴的途徑激活NF-κB，可促進(jìn)IL-6 的分泌。也有研究表明，在小膠質(zhì)細(xì)胞中P2X7R 被激活后可通過(guò)ERK1/2 和P38 MAPK信號(hào)通路誘導(dǎo)IL-6生成[13]。

2.5 ATP-P2X7R 軸與自噬的關(guān)系 自噬（autophagy）是由溶酶體介導(dǎo)且高度保守的細(xì)胞自我消化的過(guò)程。自噬在正常狀態(tài)下也可發(fā)生，在ATP或其他外來(lái)因子的刺激下則更加激烈[24]，在識(shí)別PAMPs和DAMPs 后誘導(dǎo)的模式識(shí)別受體（pattern recognition receptor，PRR）信號(hào)可以激活自噬，炎性細(xì)胞因子也參與了自噬的激活[25]。自噬與炎癥有一定關(guān)系，曹麗丹[26]發(fā)現(xiàn)LPS刺激RAW264.7巨噬細(xì)胞能誘導(dǎo)炎癥及增加自噬相關(guān)蛋白表達(dá)，且自噬相關(guān)蛋白p62在LPS誘導(dǎo)的RAW264.7巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥中發(fā)揮重要作用。

P2X7R可使細(xì)胞膜形成可滲透大分子的膜孔，且已被證實(shí)在免疫防御功能中發(fā)揮關(guān)鍵作用，并參與了固有免疫功能中自噬通路的調(diào)控。王重陽(yáng)[24]證明ATP/P2X7R-NLRP3軸參與調(diào)節(jié)人氣道上皮細(xì)胞BEAS-2B 自噬，從而參與哮喘氣道炎癥中自噬的發(fā)生。激活P2X7R 的小膠質(zhì)細(xì)胞胞漿中可見自噬相關(guān)蛋白LC3 免疫陽(yáng)性點(diǎn)，且電子顯微鏡顯示ATP 處理的小膠質(zhì)細(xì)胞中廣泛形成自噬小體樣結(jié)構(gòu)，提示ATP處理激活P2X7R導(dǎo)致小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞大量形成自噬體[27]。Fabbrizio 等[28]報(bào)道了P2X7R通過(guò)mTOR途徑增強(qiáng)自噬標(biāo)記物L(fēng)C3的表達(dá)。Debasis等[29]通過(guò)P2X7R的特異性激動(dòng)劑和拮抗劑，揭示ATP 誘導(dǎo)的人單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞自噬是通過(guò)P2X7R 的激活介導(dǎo)的，且首次提供了ATP/P2X7R介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)分枝桿菌殺傷涉及細(xì)胞自噬誘導(dǎo)的證據(jù)。

但也有研究提示P2X7R 的抑制可誘導(dǎo)自噬。黃斐然[30]發(fā)現(xiàn)P2X7R 抑制劑BBG 可增強(qiáng)帕金森病模型小鼠紋狀體及黑質(zhì)的自噬，對(duì)多巴胺能神經(jīng)損傷起到保護(hù)作用。Kim等[31]首次證明P2X7R的缺失或阻斷可導(dǎo)致星形膠質(zhì)細(xì)胞中熱休克蛋白B1（Heat shock protein B1，HSPB1）的誘導(dǎo)時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，隨后開啟星形膠質(zhì)細(xì)胞自噬。在小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞和人類上皮細(xì)胞中，P2X7R已被報(bào)道通過(guò)損害溶酶體功能負(fù)調(diào)控自噬。這不僅證實(shí)了P2X7R通常發(fā)揮的雙重作用，而且還突出了P2X7R在自噬通路中的環(huán)境特異性作用[28]。

Campagno 等[32]闡明了小膠質(zhì)細(xì)胞中P2X7RNLRP3 軸調(diào)節(jié)自噬的機(jī)制。短暫的受體刺激誘導(dǎo)自噬并增加LC3-Ⅱ水平，可能是通過(guò)鈣依賴的AMPK 磷酸化，并激活小膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)入M1 或M1/M2 混合狀態(tài)。持續(xù)的刺激可通過(guò)增加溶酶體pH值和減緩自噬體-溶酶體融合來(lái)降低小膠質(zhì)細(xì)胞中的溶酶體功能。P2X7R 刺激也可導(dǎo)致溶酶體中的酶泄漏，隨后胞漿組織蛋白酶B的升高激活NLRP3炎性小體，導(dǎo)致Caspase-1切割和IL-1β成熟和釋放。

3 ATP-P2X7R軸相關(guān)激動(dòng)劑和拮抗劑

3.1 激動(dòng)劑 大多數(shù)已知P2X7R激動(dòng)劑的結(jié)構(gòu)均來(lái)源于生理激動(dòng)劑ATP，不同的激動(dòng)劑對(duì)不同亞型的P2XR 作用效力存在差異，但目前尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)單一亞型具有高選擇性的激動(dòng)劑，而P2X7R的結(jié)合部位入口更窄，故需要ATP濃度達(dá)到更高數(shù)量級(jí)才能被識(shí)別[33]。2′（3′）-O-(4-苯甲?；郊柞；?三磷酸腺苷[2′（3′）-O-（4-benzoylbenzoyl）ATP，BzATP]常用于P2X7R的激動(dòng)，但實(shí)際上它親和力最高的亞型并不是P2X7R，只是因?yàn)樗Я^高，可以在避免高濃度ATP 產(chǎn)生細(xì)胞毒性的前提下被激動(dòng)[34]。還有α，β-亞甲基ATP、β，γ-亞甲基ATP等，雖然對(duì)P2X7R的作用效力比對(duì)P2X家族其他亞型低，但仍認(rèn)為是其激動(dòng)劑。

3.2 拮抗劑 競(jìng)爭(zhēng)性拮抗劑與激動(dòng)劑在P2XR 的結(jié)合位點(diǎn)一致，但是結(jié)構(gòu)要求比激動(dòng)劑要低，且不具有使通道開放的活性。部分非競(jìng)爭(zhēng)性拮抗劑與P2XR的結(jié)合位點(diǎn)阻礙受體變構(gòu)[35]，也仍有一些拮抗劑的結(jié)合位點(diǎn)未被確切定位。在研究實(shí)驗(yàn)中最常用的P2X7R 高選擇性拮抗劑為磺酸鹽染料亮藍(lán)G（brilliant blue G，BBG）。BBG以非競(jìng)爭(zhēng)的方式抑制ATP引發(fā)的離子流[35]，阻斷P2X7R的作用，在多種疾病模型中具有抗炎等作用。在藥代動(dòng)力學(xué)和作用劑量、效力的考慮上，包括BBG、GSK1482160 等在內(nèi)的拮抗劑一般只用于實(shí)驗(yàn)[36]。也有一些拮抗劑正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)或已投入臨床應(yīng)用，如CE-224535已進(jìn)入控制類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的Ⅱ期人類臨床試驗(yàn)；JNJ54175446已被用于臨床治療重度抑郁癥和躁郁癥[34,36]。

4 ATP-P2X7R軸在炎癥性疾病中的作用

4.1 P2X7R 與炎癥性疾病的關(guān)系 研究表明，P2X7R在多種炎性病理狀態(tài)下表達(dá)上調(diào)，并可影響IL-1β、IL-18、IL-16、TNF-α 等炎性介質(zhì)的表達(dá)與釋放，從而介導(dǎo)炎性反應(yīng)的發(fā)生[14]。在未激活的巨噬細(xì)胞中，P2X7R很少或不表現(xiàn)出功能活性，但在LPS和其他炎癥刺激下上調(diào)并發(fā)揮功能[37]。炎癥反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的ATP是P2X7R的唯一天然配體，不同濃度的ATP對(duì)P2X7R的影響不同，P2X7R在炎癥性疾病中的作用正是監(jiān)控炎癥部位釋放的ATP的濃度，一旦ATP 濃度超過(guò)一定范圍，P2X7R 即介導(dǎo)炎癥細(xì)胞活化，導(dǎo)致炎性反應(yīng)。近年來(lái)，P2X7R 與炎癥性疾病的關(guān)系成為研究熱點(diǎn)，涉及腸道系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)炎癥性疾病及自身免疫性疾病等。有研究表明，在嚙齒類動(dòng)物模型中，P2X7R 的表達(dá)與腎小球腎炎之間存在關(guān)聯(lián)[38]，拮抗P2X7R可抑制肺結(jié)節(jié)病及肺結(jié)核等慢性炎癥性疾病中多核巨細(xì)胞的形成及類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎中血清淀粉樣蛋白誘導(dǎo)IL-1β 的產(chǎn)生[14]，且有研究證實(shí)P2X7R 與小膠質(zhì)細(xì)胞的激活有關(guān)[39]。因此，P2X7R 作為炎癥性疾病治療的研究方向，有望成為治療新靶點(diǎn)。

4.2 炎癥性腸病 炎癥性腸病（inflammatory bowel disease，IBD）是一種出現(xiàn)于消化道的慢性間歇性炎癥性疾病，包括潰瘍性結(jié)腸炎（ulcerative colitis，UC）和克羅恩?。–rohn’s disease，CD）。IBD 的確切病因現(xiàn)在尚未明確，但P2X7R激活引起的下游炎癥反應(yīng)在其中扮演著重要角色。

大量研究表明，P2X7R 的抑制及其下游的NLRP3 炎癥小體的失活可以減輕UC 和CD 的癥狀。2015年Eser 等[40]進(jìn)行了第一例人體評(píng)估嘌呤能藥物對(duì)IBD 作用的研究，對(duì)34 名CD 患者進(jìn)行了口服P2X7R 拮抗劑AZD9056 的隨機(jī)安慰劑對(duì)照的雙盲實(shí)驗(yàn)，并觀察到與安慰劑相比，AZD9056組CD患者的癥狀獲得改善，且無(wú)嚴(yán)重不良反應(yīng)。2021年Saber 等[41]證明BBG 抑制P2X7R 以及OLT1177（Dapansutrile）誘導(dǎo)NLRP3 炎癥小體失活均可以改善UC，并且前者對(duì)后者具有增強(qiáng)作用，二者在治療IBD 中表現(xiàn)出互補(bǔ)效應(yīng)。同年，Mahmoud 等[42]證明美人蕉根莖乙醇提取物（CG rhizome ethanol extract，CGE）可以通過(guò)抑制NLRP3 活化來(lái)減弱結(jié)腸組織炎性浸潤(rùn)。在藥理學(xué)研究中，P2X7R拮抗劑已經(jīng)開始用于IBD治療的臨床試驗(yàn)[43]。根據(jù)以上研究可以得出：P2X7R的激活是IBD的危險(xiǎn)因素。

然而，2017年有研究顯示，P2X7R 激活產(chǎn)生的NLRP3炎癥小體可以通過(guò)誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cells，Tregs）增殖來(lái)促進(jìn)腸道內(nèi)微生物環(huán)境的平衡，從而達(dá)到保護(hù)腸道的效果[44]。也有一些研究表明，IL-1β 是在腸道固有層的巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等細(xì)胞中，由P2X7R-NLRP3通路下游產(chǎn)生的直接效應(yīng)分子，其通過(guò)抑制檸檬酸桿菌和艱難梭菌的感染或誘導(dǎo)間充質(zhì)干細(xì)胞移植等途徑，可以對(duì)腸道起到一定保護(hù)作用；同時(shí)炎癥狀態(tài)下IL-18在腸上皮中分泌增加，并通過(guò)維持上皮細(xì)胞增殖或誘導(dǎo)INF-γ等途徑保護(hù)腸道[44-45]。

顯然，P2X7R 及其下游通路對(duì)IBD 的影響有相互矛盾之處，這可能與P2X7R所涉及的通路不止一條，產(chǎn)生的下游效應(yīng)分子在疾病中作用不同有關(guān)。除此之外，相同效應(yīng)分子對(duì)不同細(xì)胞作用后產(chǎn)生的效果也不盡相同。所以，進(jìn)一步探索該體系中各因子對(duì)不同細(xì)胞的具體影響是非常重要的，且在研究以P2X7R為靶點(diǎn)的治療IBD的藥物時(shí)，應(yīng)該考慮到其作用的多面性，注意藥物的用法和用量。

4.3 呼吸系統(tǒng)炎癥性疾病 呼吸系統(tǒng)許多疾病均與炎癥反應(yīng)相關(guān)，包括哮喘、慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD）、肺炎等。

ATP-P2X7R 軸通過(guò)誘導(dǎo)NLRP3 炎癥小體的組裝和pro-Caspase-1 活化為Caspase-1，催化IL-1β 和IL-18的活化并釋放到細(xì)胞外，參與過(guò)敏性哮喘Th2細(xì)胞的分化和肺泡巨噬細(xì)胞向M2 型極化，介導(dǎo)哮喘炎癥反應(yīng)[46]。有研究表明，P2X7R 激活的途徑在香煙煙霧誘導(dǎo)的氣道炎癥中通過(guò)激活Caspase-1 促進(jìn)IL-1β和IL-18的釋放，且阻斷P2X7R會(huì)減弱這一途徑，此結(jié)果支持P2X7R在COPD誘導(dǎo)的炎癥中起關(guān)鍵作用的觀點(diǎn)[47]。2020年也有研究通過(guò)以虎杖苷抑制ATP-P2X7R-NLRP3軸得到哮喘氣道炎緩解的結(jié)論[24]。2021年，Wang等[48]對(duì)支原體肺炎患者血清中的P2X7和IL-1β水平進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)二者均顯著升高，且與嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。急性呼吸綜合征冠狀病毒2 型（SARS-CoV-2）導(dǎo)致的新冠疫情暴發(fā)后，科研人員對(duì)COVID-19的關(guān)注程度高度上升，許多研究成果提到其發(fā)病機(jī)制中涉及過(guò)度炎性反應(yīng)。經(jīng)過(guò)對(duì)大量文獻(xiàn)的研究，Paulo 等[49]在2020年總結(jié)出NLRP3炎性小體、IL-1β高度參與了COVID-19感染后的炎性反應(yīng)，并根據(jù)P2X7R與二者的高度相關(guān)性，聯(lián)系P2X7R在其他炎癥性疾病尤其是肺炎中的作用，得出P2X7R在新冠引起的炎性反應(yīng)和免疫失調(diào)中占有重要地位的推論。

P2X7R 及其下游因子在許多呼吸系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)中起作用，其受到抑制后確實(shí)會(huì)一定程度上改善炎癥反應(yīng)。如今針對(duì)新冠肺炎靶向性治療的研究仍在不斷進(jìn)行當(dāng)中，P2X7R-NLRP3 軸或可以成為新冠治療的靶點(diǎn)之一，值得進(jìn)一步的研究。

4.4 神經(jīng)系統(tǒng)炎癥性疾病 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)（central nervous system，CNS）中，P2X7R 首先在小膠質(zhì)細(xì)胞與星形膠質(zhì)細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)，在靜息和激活的小膠質(zhì)細(xì)胞中廣泛表達(dá)。小膠質(zhì)細(xì)胞是CNS 的先天性免疫細(xì)胞，P2X7R 活化激活小膠質(zhì)細(xì)胞，釋放炎性因子如TNF-α、IL-6 和IL-1β 從而引起神經(jīng)炎癥[39]。有研究證明，P2X7R 介導(dǎo)BzATP 誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞死亡和IL-1家族細(xì)胞因子的特異性釋放，表明P2X7R在神經(jīng)炎癥中發(fā)揮重要作用，提示P2X7R靶向治療神經(jīng)炎癥性疾病的潛力[50]。

由于血腦屏障（blood brain barrier，BBB）的存在，最初CNS被認(rèn)為可免受病理或損傷引起的全身免疫和炎癥反應(yīng)的影響，后期研究發(fā)現(xiàn)CNS特異性免疫效應(yīng)細(xì)胞介導(dǎo)了神經(jīng)炎癥反應(yīng)，包括有毒代謝物、自身免疫或通過(guò)檢測(cè)PAMPs 或DAMPs 對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的反應(yīng)。Beamer[51]等闡述了P2X7R介導(dǎo)中樞神經(jīng)炎癥的機(jī)制。

多項(xiàng)研究證明P2X7R 拮抗劑BBG 可抑制或延緩神經(jīng)系統(tǒng)炎癥性疾病的發(fā)展[52-54]。有研究發(fā)現(xiàn)Ca2+通道阻斷劑西尼地平對(duì)嚙齒動(dòng)物和人類P2X7R有抑制作用，表明西尼地平對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞P2X7R介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)和神經(jīng)性疼痛有新的抑制作用，提出了其治療潛力[55]。新冠疫情暴發(fā)后，患者出現(xiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀引起了研究人員的關(guān)注。Ribeiro 等[56]發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2感染引起的細(xì)胞外ATP水平升高引發(fā)P2X7R 過(guò)度激活，導(dǎo)致NLRP3 炎性小體刺激，這是神經(jīng)侵犯和神經(jīng)炎癥過(guò)程的關(guān)鍵中介，并提出P2X7R拮抗可能是預(yù)防或治療COVID-19患者的神經(jīng)并發(fā)癥的有效方法。

神經(jīng)炎癥與神經(jīng)系統(tǒng)退行性病變、神經(jīng)疼痛等密切相關(guān)，圍繞P2X7R去研究這類疾病的治療方法是較好的研究方向。

4.5 自身免疫性疾病 自身免疫性疾病是以大量錯(cuò)誤的、針對(duì)自身組織的慢性自身炎癥為特征的疾病，常見的表現(xiàn)有系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）、強(qiáng)直性脊柱炎（ankylosing spondylitis，AS）、系統(tǒng)性硬化（systemic sclerosis，SSc）等[57]。巨噬細(xì)胞是固有免疫反應(yīng)的重要組成部分，從炎癥組織損傷細(xì)胞中釋放的ATP 對(duì)單核細(xì)胞具有趨化性，其激活單核細(xì)胞上的嘌呤受體，促使單核細(xì)胞極化轉(zhuǎn)變?yōu)榇傺装Y巨噬細(xì)胞（M1）或抗炎巨噬細(xì)胞（M2）[58]。

研究證實(shí)了P2X7R 在先天性和適應(yīng)性免疫中的關(guān)鍵作用：P2X7R 被激活，引起一系列重要的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，包括NLRP3 等炎癥小體的NOD 的組裝，IL-1β的非經(jīng)典分泌，炎癥中細(xì)胞因子非依賴性途徑如P2X7R-轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶-2（TG2）和P2X7R-組織蛋白酶途徑的調(diào)節(jié)，T細(xì)胞的活化和調(diào)節(jié)等[59]。

SLE 是一種慢性、復(fù)雜的全身性自身免疫性疾病，由于細(xì)胞和體液免疫功能障礙，產(chǎn)生多種自身抗體，累及全身多個(gè)組織器官。有多項(xiàng)研究提出P2X7R-NLRP3炎性小體與Caspase-1可能參與SLE及狼瘡性腎炎的發(fā)病[38,60-61]。已有研究表明，P2X7R在參與和調(diào)節(jié)RA炎癥中發(fā)揮了潛在的作用[62]。IL-1β被認(rèn)為是在RA發(fā)展中起重要作用的促炎細(xì)胞因子[63]。

目前針對(duì)P2X7R 治療某些自身免疫性疾病的想法已在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中看到了希望，但在臨床試驗(yàn)中的效果不太穩(wěn)定[62]。這說(shuō)明盡管P2X7R 與自身免疫性疾病的相關(guān)性已經(jīng)得到肯定，但其中的機(jī)制研究仍然是疾病治療需攻克的難點(diǎn)。

5 小結(jié)與展望

綜上所述，P2X7R廣泛表達(dá)于全身各種類型的細(xì)胞，其在炎癥性疾病中的作用也越來(lái)越受到重視，大量文獻(xiàn)表明P2X7R可能是炎癥性疾病的一個(gè)有效的潛在治療靶點(diǎn)。隨著對(duì)P2X7R研究的深入，各種炎癥性疾病中P2X7R 相關(guān)機(jī)制的研究也越來(lái)越深入。本文總結(jié)了P2X7R 所涉及的相關(guān)分子的基本概念、發(fā)現(xiàn)過(guò)程、主要來(lái)源及生理病理功能，梳理了目前P2X7R 相關(guān)通路及其與自噬的關(guān)系的研究進(jìn)展，展示了關(guān)于P2X7R與部分炎癥性疾病相關(guān)性的研究成果。

目前已有研究者開發(fā)出P2X7R 的拮抗劑和抗體并開展了臨床試驗(yàn)，但關(guān)于P2X7R還有許多未知領(lǐng)域等待研究人員去探索，例如某種炎癥性疾病是否有多種P2X7R 的信號(hào)通路，炎癥性疾病中ATPP2X7R信號(hào)通路的調(diào)控分子，以及P2X7R在許多炎癥性疾病中的具體機(jī)制還未明確，大部分的研究都只能得到二者具有相關(guān)性的結(jié)論。若能在這些方面有所突破，將為炎癥性疾病的治療提供有利的理論依據(jù)。