p38MAPK在耳科學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展

廖行偉 尹時(shí)華

廣西醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科廣西南寧530007

1 p38MAPK信號(hào)通路簡(jiǎn)介

p38絲裂原活化蛋白激酶(p38MAPK)是高度保守的絲氨酸/蘇氨酸絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族成員，共有6個(gè)亞型，包括p38α1/α2、p38β1/β2、p38γ和p38δ。其中，p38α分布最廣泛，哺乳動(dòng)物所有組織幾乎都能表達(dá)；p38β主要在心臟和大腦表達(dá)；骨骼肌組織優(yōu)先表達(dá)p38γ；p38δ主要在肺、腎、腸、睪丸、卵巢、腎上腺和垂體表達(dá)[1]。p38MAPK在去磷酸化狀態(tài)下無活性，當(dāng)細(xì)胞受到紫外線、熱休克、滲透壓、炎性因子、細(xì)胞因子(白介素（IL）和腫瘤壞死因子（TNF）)、脂多糖、蛋白合成抑制劑、DNA損傷等刺激后，各種刺激信號(hào)傳導(dǎo)至上游激活物MKK3、MKK4及MKK6，在這些上游激活物中，MKK4對(duì)MAPK信號(hào)通路起抑制作用，MKK3及MKK6則通過特異性激活MAPK激酶激酶(MAPKKK)，使MAPK激酶(MAPKK)磷酸化活化，從而激活MAPK[2,3]，磷酸化的p38MAPK(p-p38)可活化一系列底物如轉(zhuǎn)錄因子、蛋白激酶、胞漿和胞核蛋白等，引發(fā)炎癥反應(yīng)、細(xì)胞分化、細(xì)胞周期停滯、凋亡、衰老、細(xì)胞因子產(chǎn)生以及RNA剪接調(diào)控等，且這種活化作用通常具有組織細(xì)胞特異性[4]。p38MAPK特異性抑制劑通常是咪唑類復(fù)合物，如SB206718、SB203580和SB202190等，可特異抑制P38MAPK家族中的不同成員[5]。隨著對(duì)p38MAPK研究的深入，發(fā)現(xiàn)p38MAPK與外耳、中耳、內(nèi)耳以及聽覺中樞的病理生理過程有著緊密聯(lián)系，既能夠參與機(jī)體對(duì)各種耳科疾病的防御和保護(hù)，同時(shí)又通過氧化應(yīng)激、觸發(fā)炎癥因子及活化炎癥途徑等方式，成為各種耳科疾病致病的強(qiáng)有力媒介。

2 p38MAPK與外耳疾病

2.1 p38MAPK與外耳炎性水腫

應(yīng)用多種化合藥物可制作外耳炎性水腫動(dòng)物模型，在苯丙酸乙酯大鼠耳水腫模型中，反式-4-甲氧基肉桂醛（MCD）通過阻斷p38MAPK信號(hào)傳導(dǎo)途徑抑制NO和PGE2的產(chǎn)生而具有抗炎活性，從而顯著改善大鼠耳水腫[6]。在小鼠二甲苯誘導(dǎo)的急性耳水腫模型中，KYKZL-1作為一種新合成的具有COX/5-LOX雙重抑制作用的化合物，同時(shí)抑制p38和ERK MAPK的磷酸化來發(fā)揮強(qiáng)大的抗炎作用，顯著抑制二甲苯誘導(dǎo)的小鼠耳腫脹[7]。另外黃連堿游離堿（CFB）也可通過抑制NF-κB和p38MAPK信號(hào)傳導(dǎo)途徑產(chǎn)生同樣效果[8]。

2.2 p38MAPK與外耳皮膚免疫反應(yīng)

在小鼠外耳局部用2,4-二硝基氟苯（DNFB）致敏可建立大鼠過敏性接觸性皮炎（ACD）模型，通過p38MAPK途徑和Th1、Th2以及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的協(xié)同作用，可明顯緩解ACD癥狀[9]。應(yīng)用p38抑制劑SB202190治療后，可明顯減輕DNFB引起的耳廓腫脹，減少炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)，此外還能顯著抑制DNFB誘導(dǎo)的除IL-4以外的所有細(xì)胞因子的表達(dá)和趨化因子的產(chǎn)生[10]。部分抗生素就是通過抑制NF-κB和p38MAPK活化來減弱肥大細(xì)胞介導(dǎo)的過敏性炎癥，以此發(fā)揮藥理作用[11]。以上表明p38MAPK在ACD中起關(guān)鍵作用，并且是治療ACD的重要靶點(diǎn)。

在T細(xì)胞介導(dǎo)免疫應(yīng)答的遲發(fā)型超敏反應(yīng)（DTH）小鼠模型中，p38MAPK信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)被抑制以及PPARγ被激活后，DTH也被抑制，小鼠的耳腫脹和炎性浸潤(rùn)癥狀明顯改善[12]。鑰孔血藍(lán)蛋白（KLH）可制作DTH模型，小鼠皮下KLH抗原致敏后，耳廓皮膚出現(xiàn)明顯炎癥反應(yīng)，而后在耳廓皮膚分子水平研究上，顯示p38MAPK被激活，參與誘導(dǎo)趨化因子CCL2/JE、CXCL2/Mip-2、CXCL1/KC、CCL3/Mip-1α、CCL4/Mip-1β、CXCL10/IP-10及細(xì)胞因子IL-1β、IL-10在耳廓皮膚實(shí)質(zhì)細(xì)胞中的表達(dá)，表明p38MAPK的調(diào)節(jié)可能對(duì)外耳DTH具有治療價(jià)值[13]。

中醫(yī)領(lǐng)域?qū)Υ艘灿邢嚓P(guān)研究。小檗堿通過抑制p38MAPK的磷酸化可以起到很好的抗ACD作用[14]。花椒（ZCO）果實(shí)精油可以下調(diào)LPS誘導(dǎo)的p38MAPK信號(hào)通路的磷酸化，顯著抑制2,4-二硝基氯苯（DNCB）誘導(dǎo)的小鼠外耳過敏性皮炎（AD）樣癥狀[15]。另一韓國草藥KOTMIN13以及白楊素機(jī)理作用與上述類似[16,17]。電針（ST36）刺激ACD患者足三里穴可觸發(fā)局部IL-10產(chǎn)生和抑制p38 MAPK激活，減輕耳廓皮膚的炎癥反應(yīng)[18]。

3 p38MAPK與中耳疾病

3.1 p38MAPK與中耳炎發(fā)病機(jī)制

中耳炎（OM）是中耳最常見疾病，其發(fā)病因素多種多樣。很早就有學(xué)者觀察到，在大鼠細(xì)菌性中耳炎模型中，p38 MAPK的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)影響細(xì)菌性中耳炎期間中耳粘膜的增生反應(yīng)[19]。OM發(fā)病的重要細(xì)菌病原體是不可分型的流感嗜血桿菌（NTHi）[2]，其致病機(jī)制復(fù)雜，存在各種學(xué)說，與p38MAPK有關(guān)的學(xué)說有三種。一種認(rèn)為NTHi通過IKKα和p38MAPK的磷酸化增強(qiáng)趨化因子CXC受體4（CXCR4）表達(dá)，CXCR4是炎癥反應(yīng)的重要位點(diǎn),一旦抑制OM中的IKKα/NF-κB和p38MAPK信號(hào)通路，就能抑制NTHi觸發(fā)的CXCR4活化，從而減輕OM癥狀[20]；相反的是，有學(xué)者認(rèn)為NTHi脂蛋白P6通過TLR2-TAK1依賴性p38 MAPK-AP1和IKKβ-IκBα-NF-κB信號(hào)通路誘導(dǎo)MUC5AC粘蛋白轉(zhuǎn)錄[21]，MUC5AC黏蛋白能夠直接誘發(fā)OM，并且MUC5AC黏蛋白的表達(dá)與p38 MAPK的磷酸化息息相關(guān)[22]；Harimaya A等研究發(fā)現(xiàn)，NTHi通過p38MAPK通路上調(diào)IL-8水平是其誘發(fā)OM的主要因素[23]。另一種常常被認(rèn)為與中耳炎相關(guān)的耳炎差異球菌，其發(fā)病機(jī)制被報(bào)道與以上第三種相同[24]。p38MAPK途徑還有助于中耳的嗜中性粒細(xì)胞產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子IL-18，參與OM的炎癥和免疫反應(yīng)[25]。

中耳膽脂瘤是OM的特殊類型，p38MAPK作為重要媒介參與了膽脂瘤的形成和發(fā)展演化。在膽脂瘤病理過程中,p38MAPK信號(hào)通路受多種刺激因子激活和表達(dá)，促進(jìn)膽脂瘤上皮細(xì)胞的增殖和分化[26]。將中耳膽脂瘤患者膽脂瘤組織和患者耳后正常皮膚樣本進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，p38MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑能干擾膽脂瘤上皮細(xì)胞的晚期終末分化程序，保護(hù)膽脂瘤上皮細(xì)胞免于凋亡[27]。

3.2 p38MAPK與中耳防御機(jī)制

生物機(jī)體對(duì)OM也有相應(yīng)的防御保護(hù)機(jī)制，p38MAPK同樣參與了其中。中耳腔粘膜上皮細(xì)胞會(huì)分泌多種抗菌先天免疫分子（AIIMs），AIIMs對(duì)各種OM病原體都具有一定的殺菌抑菌功能，這種功能是通過MyD88-IRAK1-TRAF6-p38 MAPK途徑及Raf-MEK1/2-ERK MAPK途徑協(xié)同作用產(chǎn)生的[28]。在小鼠感染NTHi后，中耳上皮細(xì)胞會(huì)分泌IL-1α，后者通過p38 MAPK途徑上調(diào)β-防御素2（BD2）發(fā)揮抗菌活性，BD2正是一種先天免疫分子[29]。BD2具有強(qiáng)抗微生物活性作用，在中耳也能被肺炎鏈球菌強(qiáng)烈誘導(dǎo)，而肺炎鏈球菌溶血素作為肺炎鏈球菌最重要的毒力因子之一，其表達(dá)受p38 MAPK的控制，這些結(jié)果提供了p38MAPK在肺炎鏈球菌所致中耳炎發(fā)病機(jī)制中調(diào)節(jié)BD2表達(dá)的可能分子機(jī)制[30]。糖皮質(zhì)激素可通過與p38 MAPK的負(fù)相互作用，協(xié)同增強(qiáng)NTHi誘導(dǎo)的防御受體Toll樣受體2（TLR2）表達(dá)上調(diào)，優(yōu)化機(jī)體免疫和防御反應(yīng)，發(fā)揮抗炎作用[31,32]。糖皮質(zhì)激素還可以通過p38MAPK激活I(lǐng)L-1β來發(fā)揮上述作用[33]。急性中耳炎發(fā)生時(shí)，中性粒細(xì)胞是滲入中耳腔（MEC）的主要免疫細(xì)胞，p38 MAPK信號(hào)可誘導(dǎo)IL-17A促進(jìn)中性粒細(xì)胞在中耳腔的聚集和凋亡，清除致病菌[34]。

4 p38MAPK與內(nèi)耳疾病

4.1 p38MAPK與內(nèi)耳先天性疾病

MAP3K1屬于絲氨酸/蘇氨酸激酶類，p38MAPK作為其下游有效分子參與MAPK級(jí)聯(lián)的調(diào)節(jié)，在小鼠內(nèi)耳中，MAP3K1功能的喪失導(dǎo)致耳蝸Corti’s器及毛細(xì)胞形態(tài)發(fā)生改變，聽力嚴(yán)重喪失。而在人體中，MAP3K1發(fā)生突變后，下游MAPK蛋白p38MAPK和ERK1/2的磷酸化增加，引起以先天性聽力障礙為主要特征的46，XY性發(fā)育障礙（DSD）[35]。賴氨酰-tRNA合成酶（KARS）發(fā)生錯(cuò)義突變后，通過干擾tRNA和p38MAPK的結(jié)合活性和四聚體形成而影響內(nèi)耳細(xì)胞中的氨酰化，這與常染色體隱性非綜合征性遺傳性耳聾（ARNSHI）緊密相關(guān)[36]。

4.2 p38MAPK與螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（SGN）

p38MAPK信號(hào)通路可以介導(dǎo)新生大鼠SGN外植體上腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（BDNF）誘導(dǎo)的神經(jīng)突形成，這對(duì)SGN的存活至關(guān)重要[37]。將富含血小板和生長(zhǎng)因子的人體血漿（PRP）添加至從新生大鼠中分離出的SGN，可以顯著增加神經(jīng)元存活時(shí)間，同時(shí)促進(jìn)SGN的神經(jīng)元向外生長(zhǎng)，而添加Bay 11（NF-κB抑制劑）和SB203580（p38MAPK抑制劑）則完全逆轉(zhuǎn)了這種效應(yīng)。這表明PRP可能通過NF-κB和p38MAPK途徑發(fā)揮對(duì)SGN的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)和保護(hù)作用[38]。

4.3 p38MAPK與內(nèi)耳免疫

在內(nèi)耳炎癥反應(yīng)發(fā)生時(shí)，人體內(nèi)淋巴囊來源的成纖維細(xì)胞可以通過p38MAPK誘導(dǎo)TLR配體產(chǎn)生細(xì)胞因子和趨化因子，在炎癥反應(yīng)開始時(shí)發(fā)揮一定的免疫作用[39]。在耳蝸HEI-OC1細(xì)胞中，p38 MAPK信號(hào)通路的激活促使IL-1β強(qiáng)烈誘導(dǎo)金屬基質(zhì)蛋白酶9（MMP-9）表達(dá)，從而誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)，地塞米松可通過抑制IL-1β的誘導(dǎo)發(fā)揮其在耳蝸的抗炎作用[40]。

4.4 p38MAPK與聽覺細(xì)胞凋亡

TNF-α在內(nèi)耳的各種病理狀態(tài)中被釋放，p38MAPK參與了聽覺細(xì)胞系中TNF-α誘導(dǎo)的毛細(xì)胞凋亡過程[41]。在衰老小鼠的的毛細(xì)胞中，磷酸化的p38MAPK和JNK明顯增多，內(nèi)耳中的氧化應(yīng)激也明顯增加，暗示了p38MAPK可能通過激活所有與氧化應(yīng)激相關(guān)的毛細(xì)胞死亡途徑，導(dǎo)致老年性聾[42]。高血糖會(huì)損害耳蝸微血管循環(huán)并影響毛細(xì)胞的穩(wěn)定狀態(tài)，這是因?yàn)楦哐羌せ钏矔r(shí)受體電位香草素亞型4（TRPV4），磷酸化p38絲裂原活化蛋白激酶（p-p38 MAPK）蛋白質(zhì)水平增多，導(dǎo)致HEI-OC1細(xì)胞凋亡和聽力下降[43]。

4.5 p38MAPK與耳毒性研究

氨基糖苷類、順鉑類和非甾體類抗炎藥（NSAID）是廣泛使用的藥理學(xué)藥劑，然而，這些藥物都有可能引起短暫或永久性聽力喪失和耳鳴等副作用[44]。在大鼠慶大霉素（GM）耳毒性模型研究中，發(fā)現(xiàn)GM通過p38MAPK和JNK MAPK的激活加劇氧化應(yīng)激并引發(fā)炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致毛細(xì)胞的凋亡[45]，而米諾環(huán)素可以通過抑制p38 MAPK磷酸化預(yù)防慶大霉素誘導(dǎo)的耳毒性[46]。α-硫辛酸（ALA）通過抑制IL-1β和IL-6表達(dá)，降低ERK和p38的磷酸化，預(yù)防順鉑誘導(dǎo)的耳毒性[47]。通過腺苷A1受體可抑制耳蝸中的NOX3/STAT1炎癥途徑，同時(shí)抑制p38MAPK信號(hào)通路的激活和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活子1（STAT1）靶基因的表達(dá)，緩解順鉑的耳毒性[48]。在對(duì)斑馬魚輻射誘導(dǎo)的耳毒性模型研究中，p38特異性抑制劑SB203580改善了HEI-OC1細(xì)胞中輻射誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和線粒體損傷，表明抑制p38MAPK可能是預(yù)防輻射所致耳毒性的合理選擇[49]。

4.6 p38MAPK與噪聲性聽力損失（NIHL）

噪聲引起的聽力損傷是多種因素綜合作用的結(jié)果,而噪聲損傷引起內(nèi)耳的免疫炎癥反應(yīng)可能是噪聲損傷的重要環(huán)節(jié)[50]。將小鼠暴露于120dB倍頻帶噪聲2小時(shí)獲得小鼠NIHL模型，48小時(shí)后磷酸化JNK和p38 MAPK的表達(dá)在SGN中顯示晚期上調(diào)，此外在噪聲創(chuàng)傷后3小時(shí)具有峰值的早期上調(diào)，證實(shí)p38參與了急性感音神經(jīng)性聽力損失過程[51]。而在聲暴露前注射過p38抑制劑SB203580的小鼠，由聲學(xué)過度暴露誘導(dǎo)的聽覺閾值移位和外毛細(xì)胞損傷都顯著減輕[52]。聲學(xué)創(chuàng)傷可引起暫時(shí)性聽力損失（TTS）和永久性聽力損失（PTS），在小鼠模型中，TTS的急性期，耳蝸p-p38表達(dá)下調(diào)，24小時(shí)后，p-p38的表達(dá)繼續(xù)下調(diào)，并低于正常對(duì)照組水平；而在PTS的急性期，p-p38上調(diào)，24小時(shí)后開始下調(diào)至正常對(duì)照組水平；這表明p38MAPK是NIHL細(xì)胞機(jī)制的重要一環(huán)，但具體觸發(fā)機(jī)制還有待研究[53]。

在大鼠NIHL模型中，噪聲誘導(dǎo)內(nèi)耳感覺上皮細(xì)胞膜產(chǎn)生應(yīng)激信號(hào)通過Fas和p38 MAPK傳遞到細(xì)胞核，致使外毛細(xì)胞損傷[54]，而在應(yīng)用活化蛋白C（APC）后外毛細(xì)胞存活率明顯增高，p-p38顯著減少，表明p38抑制有利于APC介導(dǎo)的對(duì)耳蝸毛細(xì)胞的保護(hù)作用[55]。

5 p38MAPK與聽覺中樞

由于聽覺中樞機(jī)制的復(fù)雜性，目前對(duì)p38MAPK與聽覺中樞關(guān)系的研究尚少。在成年大鼠聽覺腦干神經(jīng)回路研究中，p38MAPK信號(hào)通路傳導(dǎo)受小膠質(zhì)細(xì)胞感覺傳入神經(jīng)傳導(dǎo)的影響，并且主要依靠ERK1/2和p38MAPK協(xié)同作用，參與中樞聽覺區(qū)域的適應(yīng)性反應(yīng)[56]。

6 小結(jié)與展望

綜上所述，p38MAPK作為重要的信號(hào)傳導(dǎo)通路參與了外耳、中耳、內(nèi)耳以及聽覺中樞的病理生理過程，在各方面尤其是內(nèi)耳的正常生理進(jìn)化過程中有不可替代的作用，同時(shí)通過各種途徑參與了對(duì)機(jī)體的防御和保護(hù)。但p38MAPK的致病作用同樣明顯，它能夠被各種外來刺激激活和磷酸化，介導(dǎo)多種趨化因子及炎癥因子，誘導(dǎo)產(chǎn)生各種炎癥和免疫反應(yīng)。充分了解p38MAPK信號(hào)通路和多種細(xì)胞因子的聯(lián)系及其調(diào)控機(jī)制，通過對(duì)p38MAPK信號(hào)通路相關(guān)分子表達(dá)的干預(yù)，能為相關(guān)耳科疾病的預(yù)防和治療提供新的思考方向。隨著p38MAPK研究的不斷進(jìn)展，p38MAPK與耳科學(xué)的更多聯(lián)系將被挖掘發(fā)現(xiàn)，p38MAPK將作為重要的治療靶點(diǎn)，為耳科疾病的治療提供更多選擇和創(chuàng)造更廣闊的空間。