丙泊酚對(duì)巨噬細(xì)胞的作用研究進(jìn)展

劉 彤綜述，曾 思，蘭志勛△審校

(1.瀘州醫(yī)學(xué)院，四川 瀘州 646000;2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院麻醉科，四川 成都 610072)

丙泊酚作為一種安全有效的靜脈麻醉劑，常用于全身麻醉誘導(dǎo)、維持以及ICU患者輔助通氣治療時(shí)的鎮(zhèn)靜，同時(shí)具有起效快、作用時(shí)間短、消除快、術(shù)后惡心嘔吐發(fā)生率低等優(yōu)點(diǎn)［1］。巨噬細(xì)胞是參與機(jī)體免疫調(diào)節(jié)和炎癥反應(yīng)的主要細(xì)胞。其細(xì)胞內(nèi)含有溶酶體和線粒體，具有強(qiáng)大的吞噬功能，可吞噬侵入機(jī)體的有害物質(zhì)，調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能。作為內(nèi)毒素(lipopolysaccharide，LPS)的主要效應(yīng)細(xì)胞，可以釋放多種促炎性細(xì)胞因子和抗炎介質(zhì)［2］。丙泊酚對(duì)巨噬細(xì)胞作用的研究越來(lái)越受到關(guān)注。研究認(rèn)為丙泊酚可以抑制巨噬細(xì)胞產(chǎn)生炎癥因子，從而發(fā)揮抗炎效應(yīng)［3，4］。同時(shí)，丙泊酚還具有抑制巨噬細(xì)胞吞噬功能、調(diào)節(jié)凋亡等作用。因而，本文對(duì)丙泊酚調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞作用綜述如下。

1 丙泊酚的抗炎作用

丙泊酚的抗炎特性表現(xiàn)在抑制炎癥介質(zhì)的生成和趨化因子的產(chǎn)生，以及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(Inducible Nitric Oxide Synthase，iNOS)的合成等等。在丙泊酚的抗炎機(jī)制研究領(lǐng)域中炎癥信號(hào)通路的研究最為廣泛。這些研究主要集中在丙泊酚對(duì)LPS所引起信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的抑制，特別是核因子κB(nuclear factor κB，NF-κB)通路［5］和轉(zhuǎn)錄因子活化蛋白 1(activating protein 1，AP-1)傳導(dǎo)通路［6］。

1.1 信號(hào)通路

1.1.1 NF-κB信號(hào)通路 NF-κB是一個(gè)普通的轉(zhuǎn)錄因子，參與多種炎癥基因表達(dá)的調(diào)節(jié)。它是一種二聚體蛋白質(zhì)，靜息狀態(tài)下在細(xì)胞質(zhì)中與抑制蛋白IκB 結(jié)合形成無(wú)活性的三聚體。Wu 等［3］用Raw264.7細(xì)胞研究提示暴露于LPS能增加細(xì)胞核內(nèi)NF-κB的量。丙泊酚處理后，細(xì)胞核內(nèi)因LPS增加的NF-κB的量會(huì)被抑制。Chiu等［7］實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)丙泊酚對(duì)革蘭陽(yáng)性菌細(xì)胞壁特殊組份脂磷壁酸誘導(dǎo)產(chǎn)生的NF-κB也有抑制作用。其機(jī)制可能是丙泊酚的刺激能抑制LPS或者脂磷壁酸激活的促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶l/2(extracellular-signal regulaced kinasel/2，ERKl/2)，在上游調(diào)節(jié) NF-κB 向細(xì)胞核的轉(zhuǎn)移［7，8］。值得一提的是丙泊酚可減少活性氧的產(chǎn)生和活性氧-介導(dǎo)的蛋白激酶B的活化，它是NF-κB激活中至關(guān)重要的介質(zhì)［9］。

LPS是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的組成成分，也是誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生炎癥的啟動(dòng)因素。LPS與巨噬細(xì)胞上LPS結(jié)合蛋白結(jié)合，再通過(guò)細(xì)胞膜上跨脂質(zhì)雙分子層的ToLL樣受體4(toll-like receptor 4，TLR4)的作用將刺激信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)到巨噬細(xì)胞內(nèi)，ToLL樣受體的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域與髓樣分化因子88作用，導(dǎo)致IL-l受體相關(guān)激酶(IL-l receptor associated kinase4，IRAK-4)磷酸化，其可使TNF受體相關(guān)因子(TNF receptorassociated factor6，TRAF-6)激活。TRAF-6激活后使IκB從三聚體上脫落，從而NF-κB從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，與炎癥介質(zhì)基因啟動(dòng)子上的相應(yīng)序列結(jié)合，調(diào)節(jié)炎癥介質(zhì)如 TNF-a、IL-1、IL-6、IL-8 等的產(chǎn)生［6］。Wu 等［3］還發(fā)現(xiàn) LPS 誘導(dǎo) TLR4 mRNA 表達(dá)的增加在丙泊酚刺激后受到了抑制。革蘭氏陽(yáng)性菌引起的炎癥是由于細(xì)胞壁上的脂磷壁酸激活ToLL樣受體2。ToLL樣受體2是巨噬細(xì)胞內(nèi)的一個(gè)主要受體。在下調(diào)Raf磷酸化作用方面，丙泊酚與ToLL樣受體2 siRNA有相似的作用［7］。說(shuō)明丙泊酚調(diào)節(jié)脂磷壁酸誘導(dǎo)的Raf磷酸化作用，進(jìn)而抑制MEK1/2的激活及隨后的NF-κB從細(xì)胞質(zhì)向細(xì)胞核的轉(zhuǎn)移。

1.1.2 AP-1傳導(dǎo)通路 在ToLL樣受體介導(dǎo)的炎癥激活過(guò)程中，髓樣分化因子88與IRAK-4形成復(fù)合物，IRAK-4磷酸化IRAK-1，使IRAK-1從髓樣分化因子88上脫離［10］。脫離的 IRAK-1與 TRAF-6形成復(fù)合物，使TRAF-6泛素化，激活轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β活化酶1、p38亞族蛋白、ERKl/2和c-Jun氨基末端蛋白激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK1/JNK-2)等，它們最終可使AP-1激活，激活的AP-1與炎癥介質(zhì)基因啟動(dòng)子區(qū)上的相應(yīng)序列結(jié)合，調(diào)節(jié)炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生［6］。實(shí)驗(yàn)研究表明丙泊酚可以抑制ERK1/2的信號(hào)傳導(dǎo)，從而抑制 AP-1 的激活［7］。Chung-Hsi等［9］卻發(fā)現(xiàn)丙泊酚處理并不影響ERK1/2、p38和JNK的表達(dá)。造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同的原因還需要進(jìn)一步的研究。丙泊酚通過(guò)依賴髓樣分化因子88的NF-κB通路和AP-1通路減少炎癥早期因子的產(chǎn)生，從而抑制機(jī)體的炎癥反應(yīng)。丙泊酚還可影響炎癥的其他信號(hào)通路，如TLR4介導(dǎo)的TRAM/TRIF通路。各條通路之間又相互聯(lián)系，構(gòu)成復(fù)雜的關(guān)系網(wǎng)。

1.2 炎癥因子

1.2.1 前列腺素 E2(prostaglandin E2，PGE2) 在實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到PGE2在炎癥部位高表達(dá)。Stachowska 和 Harris等［11，12］認(rèn)為 PGE2可以通過(guò)促進(jìn)血管舒張和增加血管通透性來(lái)促使血漿蛋白外滲而使炎癥加重。巨噬細(xì)胞因具有產(chǎn)生大量PGE2的能力，所以被認(rèn)為是在炎癥調(diào)節(jié)方面最重要的細(xì)胞。巨噬細(xì)胞以花生四烯酸為原料，在環(huán)氧合酶(cyclo-oxygenase，COX)的催化下生成PGE2。COX有兩種同工酶COX-1和COX-2。COX-1幾乎在所有組織中都持續(xù)表達(dá)，然而COX-2在休眠狀態(tài)通常不表達(dá)，但在特定種類細(xì)胞中能被不同類型的刺激誘導(dǎo)產(chǎn)生。據(jù)報(bào)道［13］在小鼠腹膜巨噬細(xì)胞中，丙泊酚能抑制COX的活性，來(lái)抑制PGE2的產(chǎn)生。Jang等［14］發(fā)現(xiàn)丙泊酚對(duì)PGE2的影響與COX-2缺乏對(duì)PGE2的影響相似。表明了丙泊酚有較強(qiáng)的抑制COX-2的能力。這些研究表明，PGE2促進(jìn)炎癥反應(yīng)，而丙泊酚可以通過(guò)減少PGE2的產(chǎn)生抑制炎癥反應(yīng)。進(jìn)一步說(shuō)明了丙泊酚通過(guò)抑制COX活性來(lái)調(diào)節(jié)炎癥的發(fā)展過(guò)程。

1.2.2 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(transforming growth factor beta 1，TGF-β1) 研究說(shuō)明丙泊酚通過(guò)調(diào)節(jié)TGF-β1的活性來(lái)抑制機(jī)體的炎癥反應(yīng)［15］。其機(jī)制為丙泊酚能促進(jìn)分泌靜態(tài)TGF-β1，也能促進(jìn)TGF-β1從靜止?fàn)顟B(tài)向激活狀態(tài)轉(zhuǎn)變。且已證實(shí)無(wú)論LPS刺激是否存在，TGF-β1都能降低NF-κB的活性，從而調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)［16，17］。

2 丙泊酚的抗氧化作用

2.1 丙泊酚的結(jié)構(gòu) 丙泊酚具有抗氧化作用的原因之一是其與含酚的生育酚和丁羥甲苯在結(jié)構(gòu)上相似［18］。α-生育酚是一種脂溶性維生素，是機(jī)體最主要的抗氧化劑之一。α-生育酚抗自由基功能是由于其自身結(jié)構(gòu)是一種苯駢吡喃的衍生物，在其苯環(huán)上有一個(gè)活潑的羥基，具有還原性，其次在五碳環(huán)上有一飽和的側(cè)鏈，這兩點(diǎn)決定了α-生育酚具有還原性和親脂性。當(dāng)自由基進(jìn)入脂相時(shí)，α-生育酚起到捕捉自由基作用。所以丙泊酚具有直接清除羥基氯化物、超氧化物、過(guò)氧化氫和羥基自由基的抗氧化能力［18］。丙泊酚還可以通過(guò)清除過(guò)氧亞硝酸鹽來(lái)降低氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)［19］。Chung-Hsi等［9］認(rèn)為L(zhǎng)PS激活的RAW264.7細(xì)胞經(jīng)丙泊酚處理后可誘導(dǎo)Akt和NF-κB的失活，具體機(jī)制與其抗氧化特性相關(guān)。

2.2 iNOS/一氧化氮(nitric oxide，NO)NO 是非特異性細(xì)胞免疫過(guò)程中的重要介質(zhì)，并且巨噬細(xì)胞能通過(guò)釋放它殺死一系列病原菌。絲裂原蛋白激活的蛋白激酶/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶4可激活A(yù)P-1上游的JNK1/JNK-2。激活的AP-1可與iNOS基因的啟動(dòng)子區(qū)域相應(yīng)位點(diǎn)結(jié)合［20］。AP-1能通過(guò)調(diào)節(jié)iNOS來(lái)抑制NO的合成。

Chang 和 Chen 等［20，21］發(fā)現(xiàn)在巨噬細(xì)胞中丙泊酚成為抗氧化劑，是因?yàn)樵贚PS刺激的Raw264.7細(xì)胞中，丙泊酚通過(guò)降低iNOS mRNA和蛋白質(zhì)的合成來(lái)抑制NO的生物合成。具體的機(jī)制為丙泊酚能抑制LPS增強(qiáng)的AP-1的反式激活。然而，丙泊酚參與iNOS基因表達(dá)抑制的過(guò)程，是TLR-4依賴性的。因?yàn)橛袑W(xué)者發(fā)現(xiàn)在Raw264.7細(xì)胞中，丙泊酚和TLR-4 siRNA的聯(lián)合處理，對(duì)下調(diào)LPS誘導(dǎo)的iNOS mRNA生成和NO生物合成有協(xié)同作用［18］。丙泊酚刺激Raw264.7細(xì)胞可抑制LPS誘導(dǎo)的細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶4的磷酸化［18］。通過(guò)Raw264.7細(xì)胞的電泳遷移率實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)［18］，LPS刺激增強(qiáng)了 AP-1與iNOS基因的啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合力。用丙泊酚處理后，LPS誘導(dǎo)增強(qiáng)的AP-1的DNA結(jié)合力被抑制了。因此，在LPS刺激的Raw264.7細(xì)胞中，丙泊酚能夠通過(guò)有序抑制TLR-4/MEK-4/JNK-1/JNK-2/AP-1的活性來(lái)抑制iNOS基因的表達(dá)進(jìn)而抑制NO的生物合成。

3 丙泊酚與細(xì)胞凋亡

研究已經(jīng)證實(shí)臨床濃度的丙泊酚為10～50 μm［22］。Chen 等［23］研究發(fā)現(xiàn)，丙泊酚引起凋亡與其濃度密切相關(guān)，當(dāng)丙泊酚的濃度在100 μm以內(nèi)不會(huì)導(dǎo)致巨噬細(xì)胞的凋亡。然而，當(dāng)丙泊酚的濃度達(dá)到300 μm時(shí)會(huì)引起巨噬細(xì)胞的凋亡。凋亡的途徑主要有兩條，一條是通過(guò)胞外信號(hào)激活細(xì)胞內(nèi)的凋亡酶Caspase-8，另一條是通過(guò)線粒體釋放凋亡酶激活因子激活Caspase-9。Caspase-8和Caspase-9都能激活Caspase-3，將細(xì)胞內(nèi)的重要蛋白降解，引起細(xì)胞凋亡。Hsing等發(fā)現(xiàn)［24］丙泊酚濃度達(dá)到300 μm時(shí)，能激活Caspase-3凋亡通路。且Caspase-3的激活與促凋亡物質(zhì)糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)有密切關(guān)系。過(guò)量丙泊酚激活(GSK-3β)，進(jìn)而Mcl-1水平減低，然后發(fā)生溶酶體膜通透性增加、組織蛋白酶B激活，隨后線粒體膜通透性增加，最后激活Caspase-3凋亡通路。研究者［24］通過(guò)腹腔注射模型，從在體和離體兩方面都證明了過(guò)量的丙泊酚導(dǎo)致巨噬細(xì)胞的凋亡?？偨Y(jié)丙泊酚引起凋亡的信號(hào)通路大致如下:①激活GSK-3β;②降解Mcl-1;③溶酶體膜通透性增加;④激活組織蛋白酶B，線粒體膜通透性增加;⑤線粒體凋亡通路激活。

4 丙泊酚抑制巨噬細(xì)胞吞噬功能

Chen 等［23］證明當(dāng)丙泊酚的濃度為 30 μm 或300 μm時(shí)，會(huì)抑制Raw 264.7細(xì)胞的吞噬功能。線粒體膜電位的正常和三磷酸腺苷的合成對(duì)于巨噬細(xì)胞吞噬功能是非常重要的［24］。丙泊酚之所以能抑制巨噬細(xì)胞的吞噬功能就是因?yàn)樗奂诰€粒體膜上，通過(guò)破壞線粒體膜的完整性使巨噬細(xì)胞膜不穩(wěn)定、三磷酸腺苷合成減少，最終導(dǎo)致細(xì)胞吞噬功能降低［21］。Dichtl等［25］認(rèn)為丙泊酚可以在轉(zhuǎn)錄水平抑制干擾素γ的合成，進(jìn)而抑制巨噬細(xì)胞的吞噬功能。吞噬作用是一種保護(hù)作用，巨噬細(xì)胞可以通過(guò)吞噬作用攝取和消滅感染的細(xì)菌、病毒以及損傷、衰老的細(xì)胞。然而，丙泊酚抑制巨噬細(xì)胞的吞噬功能對(duì)機(jī)體的防御反應(yīng)是不利的。

5 結(jié)語(yǔ)

丙泊酚作為一種常用的靜脈全麻藥近年來(lái)受到越來(lái)越多的重視，而且隨著對(duì)丙泊酚的研究不斷深入，一些新穎的作用不斷地被發(fā)現(xiàn)，如抑制炎癥反應(yīng)、氧化反應(yīng)、吞噬作用等［26］。在臨床上并未看見(jiàn)有關(guān)丙泊酚在這些方面的應(yīng)用，故對(duì)于丙泊酚這些功能的具體作用機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。在目前的研究中因?yàn)閯?dòng)物模型和患者的臨床特征不完全一致，所以我們需要更進(jìn)一步的研究證明丙泊酚以上的特性是否適用于臨床。年齡、藥物濃度、給藥時(shí)期以及不同類型的基礎(chǔ)疾病，對(duì)于評(píng)估丙泊酚的治療效應(yīng)同樣是非常重要的。然而，研究丙泊酚的分子靶目標(biāo)也是非常重要的，它可以更進(jìn)一步的探索丙泊酚對(duì)患者的益處。

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