PBEF與炎癥相關(guān)性疾病

曾 源 董 嘯 楊 威 阮雯麗 張小強 李 斌

(南昌大學(xué)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院心胸外科，江西 南昌 330006)

前B細胞克隆增強因子(pre-B-cell colony-enhancing factor，PBEF)，又名Visfatin即內(nèi)臟脂肪素或內(nèi)脂素〔1〕，并具有煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(nicotinamide phosphoribosyl transferase,Nampt)作用，因此也被命名為Nampt。作為一種具有促進早期B細胞分化的細胞生長因子，PBEF首次由Samal 等〔2〕從人外周血淋巴細胞的cDNA基因文庫中克隆獲得，并且人體內(nèi)各個器官組織如：外周血細胞、肝、肺、胎膜和脂肪組織等中均有表達。本文就PBEF的結(jié)構(gòu)與功能，作為一種促炎癥細胞因子在各種疾病中的臨床研究作一綜述。

1 PBEF基因的結(jié)構(gòu)〔3〕

PBEF基因位于染色體7q22.1和7q3l.33之間，長34.7 kb，包含11個外顯子和10個內(nèi)含子，首端外顯子包含了5'非編碼區(qū)和1個信號肽，尾端外顯子編碼羧基末端和3'非編碼區(qū)。PBEF基因5'端存在兩個特殊的啟動子區(qū)：一是近端啟動子區(qū)大小為1.4 kb，富含GC，包含12個SP1結(jié)合位點以及多個AP-2和LF-1的結(jié)合位點，缺乏TATA序列及CAAT盒；另一個是遠端啟動子區(qū)大小為1.6 kb，富含AT，含有若干個CAAT盒及多個TATA序列，以及CCAAT/NF1、NF-κB、NF-IL-6、GR和AP-1結(jié)合位點，這些調(diào)控元件在許多細胞因子的轉(zhuǎn)錄與激活起重要作用。PBEF基因的mRNA有3個轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，分別長2.0 kb、2.4 kb和4.0 kb，其中以2.4 kb的轉(zhuǎn)錄占主導(dǎo)地位，中間1476個核苷酸構(gòu)成開放讀碼框架，編碼491個氨基酸。

2 PBEF:一種促炎癥細胞因子

目前研究發(fā)現(xiàn)PBEF的主要功能包括3方面：生長因子、細胞因子和煙酰胺磷酸核糖基轉(zhuǎn)移酶。近些年對PBEF的研究主要關(guān)注點在于其細胞因子的功能上，研究認為PBEF在各種急慢性炎癥反應(yīng)中起著重要的作用，上調(diào)PBEF的表達能夠明顯增加炎癥因子如：IL-1、TNF-α、IL-8，IL-6等的表達，因此PBEF被認為是一種促炎因子〔3〕。

接下來許多研究表明在各種細胞中PBEF能廣泛地被炎癥刺激-脂多糖、IL-1β、IL-6和TNF-α所誘導(dǎo)，特別是在中性粒細胞、單核細胞、巨噬細胞中表現(xiàn)的更明顯。利用IL-6對人滑膜成纖維細胞誘導(dǎo)PBEF的表達，Nowell等〔4〕進一步的研究表明其作用機制可能是通過STAT-3依賴的通路起作用。PBEF已經(jīng)被證實能誘導(dǎo)CD14(+)單核細胞中IL-1β、 TNF-α，特別是 IL-6的產(chǎn)生，而且能增加細胞表面協(xié)同刺激因子如CD54、CD40和 CD80的表達。通過使用特殊信號通路的抑制劑，發(fā)現(xiàn)PBEF介導(dǎo)的信號通路可能通過PI-3K和MAPK(p38，MEK1，and JNK)起作用，但目前PBEF介導(dǎo)的具體機制還未完全闡明〔5〕。

3 PBEF在炎癥相關(guān)臨床疾病中的研究

作為一種促炎癥因子，研究發(fā)現(xiàn)PBEF在各種急性和慢性炎癥疾病中表達升高，如在急性肺損傷、敗血癥、風濕性關(guān)節(jié)炎、動脈粥樣硬化等疾病的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用。

3.1急性肺損傷 急性肺損傷以肺泡上皮細胞及毛細血管內(nèi)皮細胞損傷、非心源性肺間質(zhì)及肺泡水腫、嚴重的低氧血癥為特征，急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)是急性肺損傷的一種嚴重形式。Ye等〔6〕已經(jīng)對急性肺損傷PBEF所涉及的發(fā)病機制進行了研究，發(fā)現(xiàn)ICU中患急性肺損傷病人的肺組織和血清中PBEF表達顯著升高；并通過建立鼠、犬的急性肺損傷動物模型,對支氣管肺泡灌洗液和血清標本以及肺組織標本進行檢測發(fā)現(xiàn)，均有PBEF基因和蛋白的表達上調(diào)，而且對PBEF在肺內(nèi)表達的定位檢測發(fā)現(xiàn)PBEF在肺血管內(nèi)皮細胞、肺泡上皮細胞、中性粒細胞中均有表達；在體外細胞實驗中也證實，通過內(nèi)毒素、TNF-α，IL-1β和機械牽拉可以誘導(dǎo)微血管內(nèi)皮細胞中PBEF的表達〔6〕。

同樣，Ye等〔7〕研究發(fā)現(xiàn)在血凝酶引起的HPVEC通透性增加時PBEF起了關(guān)鍵性作用，表達增加的PBEF可導(dǎo)致肺血管內(nèi)皮細胞骨架重排、細胞間隙的增加，具體表現(xiàn)在細胞內(nèi)Ca2+濃度增加、肌動蛋白收縮、張力絲的形成、肌球蛋白輕鏈磷酸化的增加和單層細胞跨膜電阻的降低，提示PBEF引起通透性增加時通過內(nèi)皮細胞自身的收縮力起作用。

3.2敗血癥 敗血癥是一種威脅生命的全身感染性疾病，在全球有著較高的發(fā)病率和死亡率，據(jù)統(tǒng)計在北美每年約200萬人死于敗血癥〔8〕。作為一種新促炎癥因子，PBEF對延長敗血癥患者體內(nèi)嗜中性粒細胞凋亡有重要作用。Jia等〔9〕發(fā)現(xiàn)敗血癥患者體內(nèi)嗜中性粒細胞PBEF基因表達升高，通過抑制PBEF的表達恢復(fù)了凋亡的動力；而且，重組了PBEF基因的中性粒細胞表現(xiàn)出較高的抗凋亡能力。但是最近Lee等〔10〕的臨床研究并不支持上述觀點，敗血癥死亡者與生存者血清PBEF表達未見明顯異常，指出較高的PBEF表達與敗血癥急性肺損傷無必然聯(lián)系，死亡率只與病情的嚴重程度相關(guān)。

3.3風濕性關(guān)節(jié)炎 風濕性關(guān)節(jié)炎是一種慢性全身免疫紊亂性疾病，表現(xiàn)為關(guān)節(jié)的炎癥與組織損傷。Otero等〔11〕首次報道與正常組對比，風濕性關(guān)節(jié)炎患者血漿中PBEF基因的表達大幅增高，提示PBEF可能為風濕性關(guān)節(jié)炎一種生物學(xué)標志物。這個結(jié)論同樣被Nowell等〔12〕所證實。而且有研究表明，PBEF主要表達于關(guān)節(jié)滑膜的內(nèi)層、集合淋巴結(jié)和間質(zhì)血管中，并可誘導(dǎo)滑膜成纖維細胞中炎癥趨化因子IL-8和MCP-1；促炎癥細胞因子IL-6和MMP-3的升高，通過抑制P38 MAPK通路，顯著降低了這些因子被誘導(dǎo)的效應(yīng)〔13〕。有研究通過藥物抑制PBEF表達，以降低細胞內(nèi)各種促炎癥細胞因子，為風濕性關(guān)節(jié)炎提供了潛在治療價值〔14〕。

3.4動脈粥樣硬化 動脈粥樣硬化是累及心血管系統(tǒng)的常見疾病，基本病變包括動脈內(nèi)膜的脂質(zhì)沉積，內(nèi)膜灶狀纖維化、粥樣板塊形成等，其中涉及脂質(zhì)滲入學(xué)說、損傷應(yīng)答學(xué)說和炎癥學(xué)說等，但發(fā)病機制尚未完全闡明。

在Dahl等〔15〕的實驗研究中，運用RT-PCR和免疫組化檢測證實，在有癥狀患者的頸動脈斑塊中PBEF基因的表達顯著升高，尤其富積聚于泡沫細胞中；并且PBEF與心肌梗死患者的不穩(wěn)定動脈粥樣斑塊也存在這用聯(lián)系，實驗證粥樣斑塊中存在很強的PBEF免疫染色；同時還發(fā)現(xiàn)通過腫瘤壞死因子和氧化低密度脂蛋白可以誘導(dǎo)單核細胞中PBEF基因的表達，并且通過重組PBEF誘導(dǎo)金屬蛋白酶-9的活性。這些發(fā)現(xiàn)提示PBEF可能是一種炎癥介質(zhì)，聚集在不穩(wěn)定動脈粥樣斑的泡沫細胞中，并參與動脈粥樣斑塊的成形。Zhong等〔16〕也報道患有頸動脈斑塊的患者血清中PBEF的表達較正常人高。

3.5其他炎癥相關(guān)性疾病 PBEF的高表達已經(jīng)在各種炎癥疾病中得到證實，包括炎癥性腸病〔5〕、銀屑病〔17〕，近來大流感(H1N12009)病毒導(dǎo)致人肺微血管內(nèi)皮細胞各種炎癥因子(IL-6/IL-8/TNF-α/IP-10)和凋亡因子(FasL/TRAIL)表達升高，而通過siRNA沉默PBEF的表達可以抑制這些炎癥因子和凋亡因子的表達〔18〕。代謝綜合征的一種特征性表現(xiàn)肥胖癥可能為一種炎癥紊亂性疾病，但它與PBEF的關(guān)系還存在爭議：有些學(xué)者報道肥胖者表達更高地PBEF水平〔19〕，有些認為這兩者無并然聯(lián)系，甚至持相反態(tài)度〔20〕。

4 結(jié)論與展望

綜上所述，PBEF作為一種促炎癥細胞因子，在人體各個器官、組織中發(fā)揮著重要作用，而且與炎癥相關(guān)性疾病聯(lián)系緊密。大量研究已經(jīng)證實在各種急性和慢性炎癥疾病如急性肺損傷、敗血癥、動脈粥樣硬化、風濕性關(guān)節(jié)炎等的發(fā)生發(fā)展過程中，PBEF表達升高，并起著重要作用。但是目前還有許多關(guān)鍵問題尚未完全闡明，PBEF是否由有活力的細胞分泌或是僅僅是疾病伴隨的一種產(chǎn)物，PBEF促炎癥作用是通過什么信號通路發(fā)揮作用，PBEF能否在各種炎癥紊亂性疾病中成為診斷的標志物，或(和)成為未來治療的靶點，其中的研究前景十分廣闊，尤其疾病相聯(lián)系的調(diào)控機制，有待更詳細更深入的實驗與臨床研究。

5 參考文獻

1Fukuhara A，Matsuda M，Nishizawa M,etal.Visfatin：a protein secreted by visceral fat that mimics the effects of insulin〔J〕.Science,2005；307(5708):426-30.

2Samal B，Sun Y，Stearns G,etal.Cloning and characterization of the cDNA encoding a novel human pre-B-cell colony-enhancing factor〔J〕.Mol Cell Biol，1994；14(2):1431-7.

3Luk T，Malam Z，Marshall JC.Pre-B cell colony-enhancing factor (PBEF)/visfatin：a novel mediator of innate immunity〔J〕.J Leukoc Biol，2008；83(4):804-16.

4Nowell MA，Richards PJ，F(xiàn)ielding CA,etal.Regulation of pre-B cell colony-enhancing factor by STAT-3-dependent interleukin-6 trans-signaling：implications in the pathogenesis of rheumatoid arthritis〔J〕.Arthritis Rheum，2006；54(7):2084-95.

5Moschen AR，Kaser A，Enrich B,etal.Visfatin，an adipocytokine with proinflammatory and immunomodulating properties〔J〕.J Immunol，2007；178(3):1748-58.

6Ye SQ，Simon BA，Maloney JP,etal.Pre-B-cell colony-enhancing factor as a potential novel biomarker in acute lung injury〔J〕.Am J Respir Crit Care Med，2005；171(4):361-70.

7Ye SQ，Zhang LQ，Adyshev D,etal.Pre-B-cell-colony-enhancing factor is critically involved in thrombin-induced lung endothelial cell barrier dysregulation〔J〕.Microvasc Res，2005；70(3):142-51.

8Martin GS，Mannino DM，Eaton S,etal.The epidemiology of sepsis in the United States from 1979 through 2000〔J〕.N Engl J Med，2003；348(16):1546-54.

9Jia SH，Li Y，Parodo J,etal.Pre-B cell colony-enhancing factor inhibits neutrophil apoptosis in experimental inflammation and clinical sepsis〔J〕.J Clin Invest，2004；113(9):1318-27.

10Lee KA，Gong MN.Pre-B-cell colony-enhancing factor and its clinical correlates with acute lung injury and sepsis〔J〕.Chest，2011；140(2):382-90.

11Otero M，Lago R，Gomez R,etal.Changes in plasma levels of fat-derived hormones adiponectin，leptin，resistin and visfatin in patients with rheumatoid arthritis〔J〕.Ann Rheum Dis，2006；65(9):1198-201.

12Nowell MA，Richards PJ，F(xiàn)ielding CA,etal.Regulation of pre-B cell colony-enhancing factor by STAT-3-dependent interleukin-6 trans-signaling：implications in the pathogenesis of rheumatoid arthritis〔J〕.Arthritis Rheum，2006；54(7):2084-95.

13Meier FM，F(xiàn)rommer KW，Peters MA,etal.Visfatin/pre-B-cell colony-enhancing factor (PBEF)，a proinflammatory and cell motility-changing factor in rheumatoid arthritis〔J〕.J Biol Chem，2012；287(34):28378-85.

14Nowell M，Evans L，Williams A.PBEF/NAMPT/visfatin：a promising drug target for treating rheumatoid arthritis〔J〕.Future Med Chem，2012；4(6):751-69.

15Dahl TB，Yndestad A，Skjelland M,etal.Increased expression of visfatin in macrophages of human unstable carotid and coronary atherosclerosis：possible role in inflammation and plaque destabilization〔J〕.Circulation，2007；115(8):972-80.

16Zhong M，Tan HW，Gong HP,etal.Increased serum visfatin in patients with metabolic syndrome and carotid atherosclerosis〔J〕.Clin Endocrinol (Oxf)，2008；69(6):878-84.

17Koczan D，Guthke R，Thiesen HJ,etal.Gene expression profiling of peripheral blood mononuclear leukocytes from psoriasis patients identifies new immune regulatory molecules〔J〕.Eur J Dermatol，2005；15(4):251-7.

18Gao W，Mao Q，F(xiàn)eng AW,etal.Inhibition of pre-B cell colony-enhancing factor attenuates inflammation and apoptosis induced by pandemic H1N1 2009 in lung endothelium〔J〕.Respir Physiol Neurobiol，2011；178(2):235-41.

19Zahorska-Markiewicz B，Olszanecka-Glinianowicz M，Janowska J,etal.Serum concentration of visfatin in obese women〔J〕.Metabolism，2007；56(8):1131-4.

20Pagano C，Pilon C，Olivieri M,etal.Reduced plasma visfatin/pre-B cell colony-enhancing factor in obesity is not related to insulin resistance in humans〔J〕.J Clin Endocrinol Metab，2006；91(8):3165-70.