降鈣素基因相關(guān)肽在銀屑病發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展

夏金玉 何焱玲

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降鈣素基因相關(guān)肽在銀屑病發(fā)病機(jī)制中的研究進(jìn)展

夏金玉 何焱玲

銀屑病發(fā)病機(jī)理目前尚不完全清楚,研究人員在對(duì)皮損的組織病理研究中發(fā)現(xiàn),銀屑病的組織病理表現(xiàn)及皮膚內(nèi)神經(jīng)纖維的過度增生均與皮損內(nèi)高水平的神經(jīng)介質(zhì)相關(guān),基于相關(guān)研究確立了銀屑病神經(jīng)源性炎癥發(fā)病機(jī)制的概念［1］。皮膚神經(jīng)系統(tǒng)以及相關(guān)因子在銀屑病發(fā)病中的作用逐漸引起學(xué)者的注意,并進(jìn)行了大量相關(guān)研究,在眾多的神經(jīng)介質(zhì)中,發(fā)現(xiàn)與皮膚有關(guān)的神經(jīng)肽類已有20余種,如降鈣素基因相關(guān) 肽 (calcitoningene-relatedpeptide,CGRP)、P 物 質(zhì)(substance P,SP)、血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)等,其中研究較多且與銀屑病有相關(guān)性的是CGRP。本文就近年來CGRP在銀屑病發(fā)病機(jī)制中作用的研究進(jìn)展作簡(jiǎn)要綜述。

一、CGRP的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及受體

CGRP是Rosenfeld等［2］應(yīng)用基因重組技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)的一種由37個(gè)氨基酸殘基組成的生物活性多肽,相對(duì)分子質(zhì)量約為3 786.91,它與降鈣素基因同源,由2 800個(gè)堿基對(duì)組成,其中含有5個(gè)內(nèi)含子和6個(gè)外顯子。人和鼠的CGRP均含α和β兩種基因,分別表達(dá)兩種分子異構(gòu)肽,兩者具有近似的生物活性,且氨基酸組成僅在第3、22、25位有所不同。目前發(fā)現(xiàn)CGRP受體是由三個(gè)組分組成:降鈣素受體樣受體(CRLR)、受體活性修飾蛋白質(zhì)1(1RAMP1)和受體組分蛋白質(zhì)(RCP)［3］。

二、CGRP在皮膚中的表達(dá)分布

CGRP廣泛存在于中樞及外周神經(jīng)系統(tǒng),起著重要的信息傳遞作用,人皮膚表皮下有單個(gè)散在的CGRP反應(yīng)陽性神經(jīng)纖維,這些神經(jīng)纖維能穿透基底膜進(jìn)入表皮,釋放CGRP,作用于表皮和真皮的多種細(xì)胞。真皮深層CGRP陽性神經(jīng)纖維還可以從神經(jīng)束中伸出分支,到達(dá)小血管及汗腺周圍,釋放CGRP調(diào)節(jié)其功能［4］。研究發(fā)現(xiàn),在皮膚真皮淋巴管周圍也有CGRP陽性神經(jīng)纖維分布,并且能夠延伸至淋巴管中,這一發(fā)現(xiàn)說明,CGRP能直接釋放于淋巴管中而作用于免疫系統(tǒng)。同時(shí),體外細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)現(xiàn),人類免疫細(xì)胞,如T細(xì)胞上存在著 CGRP 受體［5-6］。

三、CGRP在銀屑病發(fā)病機(jī)制中的作用

CGRP和多種靶細(xì)胞密切接觸,其詳細(xì)功能還不清楚,但有研究提示,CGRP可能直接影響皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞、朗格漢斯細(xì)胞、樹突細(xì)胞、微血管內(nèi)皮細(xì)胞和淋巴細(xì)胞等的功能［5，7］。

1.對(duì)皮膚免疫細(xì)胞作用:朗格漢斯細(xì)胞是未成熟的髓系樹突細(xì)胞,分布于表皮,在皮膚中是捕獲、處理和提呈抗原的重要細(xì)胞,而且是表皮唯一表達(dá)CD1a+抗原的細(xì)胞。何焱玲等［8］應(yīng)用免疫熒光雙標(biāo)記結(jié)合激光共聚焦掃描圖象系統(tǒng)觀察到CGRP陽性的神經(jīng)纖維與朗格漢斯細(xì)胞胞體表面發(fā)生密切接觸。研究發(fā)現(xiàn),CGRP可通過調(diào)節(jié)由朗格漢斯細(xì)胞合成并分泌的與其自身遷移密切相關(guān)的白介素1β(IL-1β)、IL-10等細(xì)胞因子的水平,對(duì)朗格漢斯細(xì)胞的遷移及向成熟細(xì)胞分化的過程進(jìn)行調(diào)控［9］。王巖等［10］發(fā)現(xiàn),銀屑病皮損處神經(jīng)纖維與表皮朗格漢斯細(xì)胞間的接觸較正常皮膚明顯增多,提示銀屑病患者的外周神經(jīng)系統(tǒng)與皮膚免疫系統(tǒng)的聯(lián)系增強(qiáng),也說明朗格漢斯細(xì)胞可能是精神和神經(jīng)因素對(duì)銀屑病發(fā)生與發(fā)展產(chǎn)生影響的靶細(xì)胞。神經(jīng)系統(tǒng)與皮膚免疫系統(tǒng)多種靶細(xì)胞之間有密切聯(lián)系,為了研究銀屑病皮損表皮朗格漢斯細(xì)胞表面CGRP的來源,何焱玲等［11］用CGRP-cDNA質(zhì)粒合成RNA探針進(jìn)行原位雜交,發(fā)現(xiàn)在表皮朗格漢斯細(xì)胞內(nèi)有CGRP mRNA的表達(dá),而用雙相免疫熒光染色及激光共聚焦掃描顯微鏡觀察表皮朗格漢斯細(xì)胞發(fā)現(xiàn),CGRP存在于細(xì)胞膜,而胞質(zhì)內(nèi)未見陽性著色,這一結(jié)果前后不一致,可能是細(xì)胞內(nèi)mRNA表達(dá)量較少,朗格漢斯細(xì)胞膜上的CGRP主要來源于神經(jīng)纖維。

人外周血單核細(xì)胞是吞噬細(xì)胞和部分樹突細(xì)胞的共同前體,單核細(xì)胞表面有CGRP受體。何焱玲等［12］通過體外實(shí)驗(yàn)證實(shí),CGRP能誘導(dǎo)銀屑病患者活化的單核細(xì)胞分泌趨化因子單核細(xì)胞炎性蛋白1α(MIP-1α)和單核細(xì)胞趨化蛋白1α(MCP-1α),同時(shí)促進(jìn)活化的單核細(xì)胞對(duì)淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的趨化活性,提示皮損內(nèi)CGRP可通過誘導(dǎo)樹突細(xì)胞分泌MIP-1α和MCP-1α趨化淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞定向遷移并聚集至皮膚局部,導(dǎo)致局部炎性細(xì)胞浸潤(rùn),促進(jìn)或加重銀屑病病情。

2002年,Cuesta等發(fā)現(xiàn)CGRP可促進(jìn)體外培養(yǎng)外周血淋巴細(xì)胞分泌IL-1β、IL-6和腫瘤壞死因子α(TNF-α)等多種細(xì)胞因子,起到促進(jìn)銀屑病發(fā)生發(fā)展的作用,而這些細(xì)胞因子又能激活未成熟的T淋巴細(xì)胞向Th17細(xì)胞分化,Th17細(xì)胞分泌細(xì)胞因子,促進(jìn)中性粒細(xì)胞的趨化活性和角質(zhì)形成細(xì)胞增殖,引發(fā)或加重銀屑病［13-14］。體外實(shí)驗(yàn)證明,CGRP可以通過G蛋白偶聯(lián)受體,激活磷酸腺苷(AMP)信號(hào)通路或三磷酸肌醇激活磷脂酶C途徑直接趨化CD4+T細(xì)胞,并且還參與調(diào)節(jié)CD4+T細(xì)胞的分化,另外微環(huán)境的神經(jīng)肽和細(xì)胞因子可能對(duì)趨化有影響［6］。

2.對(duì)角質(zhì)形成細(xì)胞的作用:銀屑病的病理特點(diǎn)主要表現(xiàn)為表皮角質(zhì)形成細(xì)胞的過度增殖、分化異常。研究發(fā)現(xiàn),CGRP可以通過受體激活細(xì)胞內(nèi)環(huán)磷酸腺苷(cAMP),促進(jìn)DNA的合成和角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖,且呈現(xiàn)明顯劑量依賴性。CGRP可以直接促進(jìn)人類角質(zhì)形成細(xì)胞DNA的合成,免疫組化及外周血檢測(cè)發(fā)現(xiàn),銀屑病患者皮損處CGRP的含量增加,銀屑病皮損區(qū)CGRP陽性神經(jīng)纖維增生,證明CGRP參與皮膚角質(zhì)層異常增厚的過程［15］。同時(shí)細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),CGRP可以通過與角質(zhì)形成細(xì)胞膜上CGRP受體結(jié)合,激活神經(jīng)型一氧化氮合酶(nNOS),釋放過多的NO結(jié)合并激活可溶性鳥苷酸活化酶,促進(jìn)細(xì)胞合成cGMP,刺激誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞增殖。因此,在銀屑病發(fā)病過程中,CGRP可能在角質(zhì)形成細(xì)胞異常增殖與分化中起著重要作用［16］。CGRP在無血清和有血清的條件下都可以促進(jìn)HaCaT細(xì)胞的增殖,同時(shí)檢測(cè)到CGRP可以加強(qiáng)血清誘導(dǎo)的角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖,CGRP可與自身受體結(jié)合,激活促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)途徑,導(dǎo)致細(xì)胞信號(hào)分子細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(ERKI/2)和p38活化,并呈現(xiàn)時(shí)間依賴性磷酸化,從而發(fā)揮促HaCaT細(xì)胞增殖的作用［17］。銀屑病皮損處CGRP和神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)含量均增多,CGRP可以促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞分泌NGF,而NGF促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞增殖,增殖的角質(zhì)形成細(xì)胞以自分泌的方式繼續(xù)分泌NGF,如此形成惡性循環(huán),因此可以判斷CGRP和NGF相互影響,共同導(dǎo)致角質(zhì)形成細(xì)胞的過度增殖［18］。CGRP能促進(jìn)腸上皮細(xì)胞分泌轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(TGF-β1),而TGF-β1在銀屑病患者皮損中升高,是角質(zhì)形成細(xì)胞過度增殖的重要原因,因此推斷,CGRP對(duì)角質(zhì)形成細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)可能涉及 TGF-β1 途徑［19-20］。

3.對(duì)血管作用:CGRP是一種活性很強(qiáng)的擴(kuò)血管物質(zhì),其擴(kuò)血管作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于乙酰膽堿、ATP、ADP、腺苷、5羥色胺和P物質(zhì)等,CGRP也是皮膚血管強(qiáng)有力的擴(kuò)張劑。眾多研究認(rèn)為,CGRP在皮膚內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用［21］。通過細(xì)胞免疫熒光實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了CGRP受體存在于內(nèi)皮細(xì)胞上,并且CGRP能顯著促進(jìn) CGRP受體在內(nèi)皮細(xì)胞上的表達(dá),說明CGRP能通過增加其自身受體在內(nèi)皮細(xì)胞上的表達(dá),進(jìn)一步增加其對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的作用,擴(kuò)大其下游效應(yīng)［22］。皮下注射CGRP發(fā)現(xiàn),注射部位血管擴(kuò)張、血流加快,同時(shí)局部出現(xiàn)持續(xù)性紅斑,這一現(xiàn)象提示CGRP與銀屑病患者持續(xù)隆起浸潤(rùn)性紅斑有關(guān)［23］。分泌CGRP的感覺神經(jīng)也可以到達(dá)血管內(nèi)皮細(xì)胞周圍,CGRP能刺激人皮膚微血管內(nèi)皮細(xì)胞活化,使其分泌趨化因子IL-8,誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞與單一核細(xì)胞及中性粒細(xì)胞的黏附作用,而銀屑病患者皮損毛細(xì)血管迂曲擴(kuò)張,說明CGRP在皮膚炎癥過程中發(fā)揮重要作用［14，24］。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)可以促進(jìn)血管增生,是一種多功能的細(xì)胞因子,具有促微動(dòng)脈、小動(dòng)脈的血管通透性增加、血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移及誘導(dǎo)血管生成等作用,而體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),CGRP可以和角質(zhì)形成細(xì)胞膜上的CGRP受體結(jié)合,激活ERK1/2,促進(jìn)VEGF相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá),進(jìn)而引起角質(zhì)形成細(xì)胞過度分泌VEGF,導(dǎo)致毛細(xì)血管增生［25-26］。

綜上所述,國內(nèi)外研究者在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)及臨床研究中均證明,CGRP參與銀屑病的發(fā)生、發(fā)展,因此進(jìn)一步對(duì)CGRP在銀屑病發(fā)病過程中的作用進(jìn)行研究將有助于揭示銀屑病新的發(fā)病機(jī)制,并為尋找治療銀屑病的臨床藥物提供新思路。

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10.3760/cma.j.issn.0412-4030.2014.08.026

100020北京,首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院皮膚科

何焱玲,Email:heyanling@medmail.com.cn

2013-08-16)

(本文編輯:顏艷)

測(cè)試題

1.與皮膚無關(guān)的神經(jīng)肽類是哪一個(gè)?

A.降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)

B.P物質(zhì)(substance P,SP)

C.血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)

D.心房鈉尿肽(ANP)

2.CGRP受體組分是哪幾個(gè)組成?

A.降鈣素受體樣受體(CRLR)

B.受體活性修飾蛋白質(zhì)1(1RAMP1)

C.受體組分蛋白質(zhì)(RCP)

D.血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)

3.CGRP在銀屑病發(fā)病機(jī)制作用中可能的機(jī)制有哪些?

A.通過介導(dǎo)朗格漢斯細(xì)胞合成并分泌細(xì)胞因子參與銀屑病發(fā)病

B.通過影響淋巴細(xì)胞分化參與銀屑病發(fā)病

C.通過干預(yù)角質(zhì)形成細(xì)胞異常增殖分化參與銀屑病發(fā)病

D.通過調(diào)節(jié)皮膚微血管參與銀屑病發(fā)病

4.CGRP在銀屑病發(fā)病機(jī)制中可能涉及的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有哪些?

A.G蛋白-磷酸腺苷(AMP)信號(hào)通路途徑

B.G蛋白-三磷酸肌醇激活磷脂酶C信號(hào)通路途徑

C.鳥苷酸活化酶(GMP)蛋白激酶信號(hào)通路途徑

D.分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)通路途徑