細(xì)胞凋亡相關(guān)因子與咳嗽變異性哮喘關(guān)系的研究

張晶潔，徐榮謙，王俊宏，孫洮玉

(北京中醫(yī)藥大學(xué)東直門醫(yī)院，北京 100700)

咳嗽變異性哮喘(CVA)是支氣管哮喘的一種特殊類型，是慢性咳嗽的主要原因之一[1]。近年來，CVA的發(fā)病率逐年增多，成為兒童的多發(fā)病、常見病[2]。本病發(fā)病機(jī)制尚不十分清楚?？赡芘c患兒的體質(zhì)以及外界環(huán)境因素相關(guān)，同時有一定遺傳傾向，是一種受環(huán)境與遺傳因素雙重影響的疾病[3]。有研究[4]指出，CVA是一種由多種細(xì)胞，包括炎性細(xì)胞、氣道結(jié)構(gòu)細(xì)胞和細(xì)胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病。在眾多炎性細(xì)胞中嗜酸性粒細(xì)胞是主要致炎細(xì)胞，氣道中嗜酸性粒細(xì)胞的減少有助于炎癥減輕與消退。嗜酸性粒細(xì)胞凋亡異?？赡茉诰S持慢性氣道炎癥中發(fā)揮著決定性作用。

1 細(xì)胞凋亡

細(xì)胞凋亡，1972年由Kerr[5]教授根據(jù)形態(tài)學(xué)特征首先提出。它參與體內(nèi)細(xì)胞數(shù)量的調(diào)節(jié)，并清除體內(nèi)無功能、對機(jī)體有害、突變的以及受到損傷后不能存活的細(xì)胞，在發(fā)育和機(jī)體的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。凋亡的通路分為外源性和內(nèi)源性。前者研究熱點(diǎn)集中在Fas/FasL系統(tǒng)，它是介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的主要形式。內(nèi)源性凋亡通路中，Bcl-2基因家族是最受重視的凋亡調(diào)控家族。而激活Caspases家族是凋亡進(jìn)行的必須途徑。2條通路的下游效應(yīng)分子Caspase8和Caspase9分別再激活Caspase3。因此，Caspase3是整個凋亡級聯(lián)反應(yīng)的一個關(guān)鍵調(diào)節(jié)點(diǎn)。

2 細(xì)胞凋亡與咳嗽變異性哮喘

CVA的病理改變是持續(xù)氣道嗜酸粒細(xì)胞炎癥反應(yīng)與氣道高反應(yīng)性[6]。外周血及氣道內(nèi)嗜酸粒細(xì)胞增多，其原因可能是產(chǎn)生增多，也可能是凋亡減少。嗜酸粒細(xì)胞凋亡障礙導(dǎo)致其生存延長與哮喘的氣道炎癥相關(guān)[7]。嗜酸粒細(xì)胞凋亡的調(diào)控成為控制氣道炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。研究[8]證明哮喘的氣道炎癥與細(xì)胞凋亡相關(guān)，嗜酸性粒細(xì)胞凋亡的減少是導(dǎo)致肺組織及氣道中嗜酸性粒細(xì)胞增多的重要原因。此外，有研究[9]結(jié)果表明哮喘患兒氣道慢性炎癥持續(xù)存在的原因可能是淋巴細(xì)胞凋亡下降所致。

3 細(xì)胞凋亡相關(guān)因子與咳嗽變異性哮喘

3.1 Fas-FasL Fas與其配體FasL結(jié)合誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡，是細(xì)胞凋亡最主要的途徑之一[10]。它們的主要作用是參與外周T淋巴細(xì)胞克隆的清除和活化的T細(xì)胞的凋亡，具有免疫下調(diào)作用。Fas/FasL系統(tǒng)異常是急性肺損傷、急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)和哮喘等肺部炎癥的重要發(fā)病機(jī)制。在哮喘大鼠淋巴液、血液、BALF中均存在明顯的淋巴細(xì)胞早期凋亡障礙和Fas/FasL表達(dá)降低[11]。

3.1.1 Fas Fas屬腫瘤壞死因子(TNFR)受體和神經(jīng)生長因子受體(NGFR)超家族成員。又稱為死亡蛋白。研究[12]發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞Fas表達(dá)缺陷，是導(dǎo)致哮喘炎癥的持續(xù)存在和產(chǎn)生一系列的哮喘癥狀(如黏液栓形成、氣道高反應(yīng)性等)的重要因素之一。在氣道炎癥時大量淋巴細(xì)胞表面的Fas表達(dá)上調(diào)并且經(jīng)過Fas/FasL途徑誘發(fā)凋亡[13]。Yousefi等[14]研究指出Fas抗原是誘導(dǎo)嗜酸細(xì)胞凋亡的主要因素，F(xiàn)as表達(dá)與激活的降低是導(dǎo)致嗜酸細(xì)胞凋亡減少的重要原因。Fas不僅可以阻斷凋亡拮抗信號的傳遞，還可以啟動嗜酸細(xì)胞的主動凋亡。缺乏Fas介導(dǎo)的嗜酸性粒細(xì)胞死亡可能是哮喘時慢性氣道炎癥的重要因素[15]。

3.1.2 FasL FasL為Fas的天然配體。屬于腫瘤壞死因子相關(guān)的Ⅱ型跨膜蛋白。Fasl表達(dá)比較局限，主要表達(dá)活性T細(xì)胞、NK細(xì)胞以及IAK細(xì)胞等免疫細(xì)胞的細(xì)胞膜上。研究[16]指出哮喘氣道內(nèi)炎癥的消除需要Fas及FasL介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡清除無用的炎性細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)。

3.2 Bcl-2基因家族 Bcl-2基因家族按功能分為抑制和促進(jìn)凋亡基因。二者的比例決定細(xì)胞是否發(fā)生凋亡。Bax增高促進(jìn)細(xì)胞凋亡，Bcl-2增高抑制細(xì)胞凋亡，Bcl-2/Bax比率的高低與細(xì)胞是否凋亡有關(guān)[17]。

3.2.1 Bcl-2 Bcl-2過度表達(dá)可以抑制細(xì)胞死亡，阻礙或延遲正常細(xì)胞的分化。主要是對抗引起線粒體破裂的離子失衡，阻斷細(xì)胞色素C的釋放，也可直接抑制Caspase的活化，從而抑制細(xì)胞凋亡。哮喘氣道重塑過程中，由于氣道炎癥導(dǎo)致氣道上皮損傷，機(jī)體通過提高支氣管上皮中的Bcl-2含量從而抑制上皮細(xì)胞凋亡以對抗氣道重塑[18]。Bcl-2可以抑制T、B以及中性粒細(xì)胞的凋亡，提高他們的存活能力。哮喘患者痰中嗜酸細(xì)胞Bcl-2表達(dá)明顯增多，而且他的表達(dá)與嗜酸細(xì)胞陽離子蛋白及白介素的水平呈正相關(guān)，與1秒鐘用力呼氣量/最大肺活量呈負(fù)相關(guān)，表明Bcl-2可以延長哮喘時嗜酸細(xì)胞的存活而減少其凋亡[19]。

3.2.2 Bax Bax為Bcl-2基因家族中第一個被確認(rèn)有細(xì)胞凋亡促進(jìn)作用的成員,其作用與Bcl-2相反，兩者形成異二聚體，協(xié)同調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡[20]。嗜酸粒細(xì)胞凋亡過程中Bax解聚并從胞質(zhì)或胞核中移至線粒體，線粒體便釋放細(xì)胞色素C，擾亂線粒體膜電位，從而激活caspase，使嗜酸粒細(xì)胞凋亡[21]。因此，通過提高Bax含量可促進(jìn)細(xì)胞凋亡抑制氣道重塑，減少肺部炎癥反應(yīng)[22]。

3.3 Caspase3 Caspase家族是執(zhí)行凋亡的最終途徑。Caspase-3位于2條細(xì)胞凋亡信號傳導(dǎo)通路的中心位置，其活化后直接參與切割細(xì)胞多種結(jié)構(gòu)蛋白和功能蛋白，使細(xì)胞以凋亡形式解體。因此，它的活化是各種凋亡形態(tài)所必須的[23]。在哮喘發(fā)作時肺組織中caspase-3的表達(dá)降低，而此時肺泡灌洗液中嗜酸細(xì)胞數(shù)增多，嗜酸細(xì)胞的凋亡受到抑制，表明嗜酸細(xì)胞的凋亡有部分是通過caspase-3介導(dǎo)的[24]。

4 結(jié)語

CVA的主要病理學(xué)特征為氣道炎癥、氣道高反應(yīng)性以及氣道重塑。不論是嗜酸細(xì)胞還是T淋巴細(xì)胞的凋亡均參與了CVA這些病理性過程。在分子生物學(xué)水平上進(jìn)一步研究CVA的發(fā)病機(jī)制以及細(xì)胞凋亡相關(guān)因子與其關(guān)系，將有利于在臨床中的尋找新途徑、新藥物應(yīng)用于CVA的治療。達(dá)到進(jìn)一步防止CVA演變?yōu)榈湫拖?，從而造福廣大患者的目的。

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