TLRs介導(dǎo)的炎癥信號(hào)通路與變應(yīng)性鼻炎發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展

古麗白熱木·玉素因，毛艷，劉燕，賀金華，顧政一，穆合塔爾·阿卜杜熱合木

(1.新疆醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，烏魯木齊 830011； 2.新疆維吾爾自治區(qū)藥物研究所，烏魯木齊 830004；3.新疆醫(yī)科大學(xué)第六附屬醫(yī)院脊柱外科，烏魯木齊 830004)

變應(yīng)性鼻炎(allergic rhinitis，AR)又稱過敏性鼻炎，是多種信號(hào)通路和細(xì)胞因子共同參與的鼻腔黏膜炎癥疾病。AR是全球性健康問題，對(duì)人體無致命危害，但嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量及心理狀況，增加社會(huì)負(fù)擔(dān)，隨病程進(jìn)展會(huì)引起其他嚴(yán)重并發(fā)癥，如鼻竇炎、結(jié)膜炎、咽炎以及哮喘等，因此探究AR的發(fā)病機(jī)制非常重要。AR的發(fā)病機(jī)制涉及許多信號(hào)通路，其中Toll樣受體(Toll-like receptors，TLRs)介導(dǎo)的信號(hào)通路與AR的發(fā)病密切相關(guān)[1]。TLRs可通過不同的信號(hào)途徑啟動(dòng)先天免疫反應(yīng)。AR患者的鼻腔上皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了表達(dá)豐富的TLRs(TLR3、TLR7、TLR9)，初期的TLRs激活會(huì)觸發(fā)自我保護(hù)機(jī)制，但過度的TLRs激活會(huì)因持續(xù)分泌促炎細(xì)胞因子和趨化因子而導(dǎo)致炎癥反應(yīng)[2]。AR炎癥反應(yīng)發(fā)病的關(guān)鍵在于輔助性T細(xì)胞(helper T cell，Th)1/Th2細(xì)胞因子失衡，Th2細(xì)胞因子產(chǎn)生占主導(dǎo)可促進(jìn)AR形成[3]。目前，人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的TLRs共10種(TLR1～TLR10)，在小鼠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的TLRs共有12種(TLR1～TLR9，TLR11～TLR13)，TLRs種類不同，介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路也不同，與炎癥密切相關(guān)的TLRs有TLR2～TLR5，與AR相關(guān)且研究較多的有TLR2、TLR4、TLR9[4-5]?，F(xiàn)就TLRs介導(dǎo)的與AR發(fā)病機(jī)制相關(guān)的信號(hào)通路進(jìn)行綜述，旨在為AR的治療提供科學(xué)依據(jù)。

1 TLRs/核因子κB通路

核因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB)為TLRs的下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，起重要的樞紐作用，也是與AR相關(guān)的最具有代表性的信號(hào)通路。NF-κB以p50和p65組成的二聚體形式發(fā)揮作用，激活相關(guān)轉(zhuǎn)錄過程，使細(xì)胞因子表達(dá)增多，從而促進(jìn)大量炎癥細(xì)胞浸潤、聚集，引起或加重機(jī)體炎癥反應(yīng)[6]。NF-κB主要參與促炎反應(yīng)的誘導(dǎo)和Th2細(xì)胞因子的生成。機(jī)體變應(yīng)原激活可導(dǎo)致Th1/Th2細(xì)胞因子失衡，Th2細(xì)胞因子占主導(dǎo)可促進(jìn)AR的發(fā)生發(fā)展。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，許多中藥可以治療AR，且大多通過抑制NF-κB p65的活化降低白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-5、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子、趨化因子1等的表達(dá)與釋放，進(jìn)而緩解AR炎癥反應(yīng)[7]。雷公藤內(nèi)酯醇可通過TLR2-NF-κB信號(hào)通路及相關(guān)炎癥因子的作用治療AR[8]。益氣祛風(fēng)、宣痹化飲方能抑制胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，緩解氣道炎癥反應(yīng)，減少炎癥細(xì)胞浸潤，進(jìn)而有效治療AR-哮喘綜合征。以上研究提示中藥可能為AR的治療提供更多選擇。胡琛等[9]發(fā)現(xiàn)，AR患者血清中TLR4、NF-κB、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)呈高表達(dá)，推測NF-κB在AR中發(fā)揮重要作用。林甦和黃敬之[10]采用卵清白蛋白構(gòu)建AR大鼠模型，分析AR鼻黏膜上皮細(xì)胞在玉屏風(fēng)散作用下TLR4/NF-κB相關(guān)因子的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)AR組大鼠鼻黏膜組織中TLR4、NF-κB p65蛋白和基因的表達(dá)水平明顯高于正常對(duì)照組，且NF-κB p65的活化與IL-5、趨化因子、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子的表達(dá)呈顯著正相關(guān)，表明NF-κB可通過多種途徑參與AR的發(fā)病過程。張敏等[11]采用卵清蛋白建造AR細(xì)胞模型發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞中IL-4的生成直接關(guān)系到NF-κB的產(chǎn)生，IL-4可促進(jìn)免疫偏移，使Th1細(xì)胞向Th2細(xì)胞偏移，從而導(dǎo)致Th2細(xì)胞占主導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。另有研究發(fā)現(xiàn)，NF-κB能夠通過激活信號(hào)通路環(huán)腺苷酸-蛋白激酶A、加速細(xì)胞間黏附分子-1信使RNA的生成，從而促進(jìn)肥大細(xì)胞分泌大量的促炎癥因子，進(jìn)一步在AR的發(fā)生、發(fā)展中發(fā)揮重要作用[12]。以上研究表明，NF-κB可通過多種信號(hào)途徑參與AR發(fā)生、發(fā)展，NF-κB信號(hào)通路在AR發(fā)病過程中起重要作用。

2 TLRs/髓樣分化因子88通路

髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88，MyD88)作為“橋梁分子”將TLRs與NF-κB聯(lián)系起來，NF-κB活化后影響Th1/Th2細(xì)胞平衡，從而對(duì)外源性病原體做出免疫應(yīng)答[13]。TLRs介導(dǎo)的信號(hào)通路主要有MyD88依賴性及MyD88非依賴性途徑兩種，其中MyD88非依賴性途徑屬于TLR3介導(dǎo)的信號(hào)通路，能夠同時(shí)激活MyD88依賴性及MyD88非依賴性途徑的受體只有TLR4。MyD88與TLRs結(jié)合能夠迅速地在機(jī)體內(nèi)積聚，進(jìn)而磷酸化抑制性κB激酶復(fù)合物和促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen activated protein kinases，MAPK)，進(jìn)而激活NF-κB等重要基因，最終促進(jìn)機(jī)體大量合成并釋放相關(guān)炎癥細(xì)胞因子，誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生嚴(yán)重的炎癥效應(yīng)[14]。研究發(fā)現(xiàn)，激活機(jī)體內(nèi)的TLRs/MyD88信號(hào)通路能夠快速誘導(dǎo)Th1細(xì)胞發(fā)生適應(yīng)性免疫應(yīng)答，從而阻礙以Th2細(xì)胞免疫應(yīng)答為主的變態(tài)反應(yīng)性疾病的發(fā)生、發(fā)展[15]。此外，TLRs/MyD88信號(hào)通道能夠激活樹突狀細(xì)胞(dendritic cell，DC)，并促進(jìn)其快速成熟，可能通過TLR配體利用MyD88傳遞負(fù)向信號(hào)激活DC來抑制Th2細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)[13]。由于AR的發(fā)生發(fā)展過程與Th1/Th2細(xì)胞的平衡密切相關(guān)，Th2細(xì)胞占主導(dǎo)可促進(jìn)AR發(fā)展[16]。Oh等[17]的研究表明，TLRs/MyD88信號(hào)通路能促進(jìn)DC成熟，并通過MyD88依賴性途徑傳遞信號(hào)，從而調(diào)節(jié)Th2細(xì)胞反應(yīng)過程，隨后激活A(yù)R患者鼻腔上皮中TLRs，并伴隨MyD88依賴性Th1、Th17細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)?；贛yD88的關(guān)鍵銜接作用，TLRs/MyD88途徑可能成為AR治療的重要信號(hào)通路。

3 TLRs/MAPK通路

目前鑒定出應(yīng)激活化蛋白激酶、c-Jun氨基端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)、p38MAPK以及大MAPK/ERK5 4種MAPK[18]。MAPK是TLRs的下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，與AR發(fā)病相關(guān)的通路有TLRs/p38 MAPK通路、TLR2/JNK通路、TLRs/ERK1/2通路。

3.1TLRs/p38MAPK通路 TLRs/p38MAPK通路在機(jī)體免疫調(diào)節(jié)過程中起重要作用。p38MAPK是在炎癥細(xì)胞增殖、分化和細(xì)胞因子產(chǎn)生過程中起關(guān)鍵作用的蛋白激酶，參與調(diào)控炎癥反應(yīng)。p38MAPK是TLRs的下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，TLRs與配體結(jié)合后激活p38MAPK，進(jìn)而活化NF-κB，從而導(dǎo)致炎癥因子的表達(dá)與釋放。研究發(fā)現(xiàn)，AR患者外周血單核細(xì)胞中的炎癥相關(guān)因子IL-6、p38MAPK、TNF-α的水平均明顯升高，p38MAPK相關(guān)特異性抑制劑能夠有效地減少AR患者體內(nèi)IL-6、TNF-α的生成與分泌[18]。說明TLRs/p38MAPK參與炎癥反應(yīng)過程中需要激活I(lǐng)L-6、TNF-α等炎癥因子，從而導(dǎo)致AR進(jìn)一步的發(fā)生、發(fā)展。

孫斌等[19]采用肺炎克雷伯桿菌誘導(dǎo)建立AR模型進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，大鼠鼻黏膜細(xì)胞大量表達(dá)p38MAPK相關(guān)蛋白，加用p38抑制劑可大大減輕大鼠鼻黏膜損傷，說明AR的發(fā)生、發(fā)展中TLRs/p38MAPK信號(hào)通路亦起到至關(guān)重要的作用。江雪等[20]發(fā)現(xiàn)，AR患者血清中p38MAPK、NF-κB、TNF-α、IL-1β以及IL-4呈過表達(dá)，其促進(jìn)了炎癥因子的釋放，加速了AR的發(fā)展過程；活化p38MAPK信號(hào)通路可促進(jìn)炎癥因子的釋放，加速AR發(fā)展；抑制p38MAPK信號(hào)通路可緩解AR癥狀，減輕鼻黏膜變態(tài)反應(yīng)。另有研究表明，p38MAPK參與AR的發(fā)病機(jī)制與Th2細(xì)胞因子的釋放有關(guān)，表明TLRs/p38MAPK通路抑制劑可能在AR治療中起關(guān)鍵作用[21]。益氣祛風(fēng)、宣痹化飲方可能通過抑制NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，激活環(huán)腺苷酸-蛋白激酶A途徑，減少TNF-α和TNF-α信使RNA的表達(dá)，從而改善AR癥狀[22]。

3.2TLRs/JNK通路 JNK是TLRs的下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，在AR鼻黏膜重構(gòu)中發(fā)揮作用。周遠(yuǎn)紅[23]的研究表明，AR大鼠鼻腔中JNK的表達(dá)明顯增加，其磷酸化在鼻黏膜重構(gòu)中起重要作用，應(yīng)用γ干擾素后，JNK的表達(dá)被明顯抑制，JNK信號(hào)通路上游物IL-1β的水平和下游物JNK的磷酸化水平降低，進(jìn)而逆轉(zhuǎn)AR鼻黏膜組織重構(gòu)過程，從而緩解AR癥狀，為AR治療提供選擇。目前關(guān)于TLR2/JNK通路在AR中作用的研究較少，還有待深入研究。

3.3TLRs/ERK通路 ERK是TLRs下游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，包括ERK1、ERK2。關(guān)兵等[24]對(duì)AR患者和正常人鼻甲組織進(jìn)行RNA轉(zhuǎn)錄組測序和生物信息學(xué)分析，篩選出的差異基因集中在ERK通路，表皮生長因子、成纖維細(xì)胞生長因子通過ERK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在AR發(fā)病中發(fā)揮作用，推測ERK通路是治療AR的有效靶點(diǎn)。陳琦等[25]的研究發(fā)現(xiàn)，CD23不僅通過促進(jìn)免疫球蛋白E的表達(dá)與釋放，促進(jìn)AR發(fā)展，同時(shí)通過激活ERK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，促進(jìn)趨化因子20、IL-8釋放，進(jìn)而募集和趨化中性粒細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞及嗜酸粒細(xì)胞，導(dǎo)致局部炎癥聚集放大，從而促進(jìn)AR的發(fā)生發(fā)展。

4 IL-33/受體瘤變抑制因子2通路

IL-33是TLRs/IL-1受體超家族成員，受體瘤變抑制因子2(suppression of tumorigenicity 2，ST2)是IL-1受體超家族成員，也是IL-33的特異性受體。當(dāng)IL-33與ST2結(jié)合后，與TLRs協(xié)同產(chǎn)生作用，激活NF-κB和MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，加快嗜酸粒細(xì)胞、嗜堿粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞等多種炎癥細(xì)胞在鼻黏膜的聚集，同時(shí)加快IL-4、IL-5、IL-13等細(xì)胞因子的釋放，導(dǎo)致AR發(fā)生[26]。于曦等[27]在小鼠急性變應(yīng)原暴露實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，IL-33/ST2途徑對(duì)于鼻部Th2細(xì)胞的激活非常重要；在慢性變應(yīng)原暴露實(shí)驗(yàn)中ST2有助于Th2細(xì)胞的激活，促進(jìn)鼻部以Th2細(xì)胞為主的炎癥反應(yīng)。Haenuki等[28]在豚草花粉特異性AR小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，豚草花粉通過驅(qū)動(dòng)內(nèi)源性IL-33促進(jìn)AR發(fā)生；在人類受試者中，肥大細(xì)胞和嗜堿粒細(xì)胞通過刺激IL-33的表達(dá)加快AR的發(fā)生，推測IL-33可能是預(yù)防AR的重要靶點(diǎn)。王遠(yuǎn)明等[29]在AR皮下免疫治療中發(fā)現(xiàn)，IL-33表達(dá)的增加可促進(jìn)Th2細(xì)胞反應(yīng)，并指出IL-33可作為AR皮下免疫療法的預(yù)測因子。

5 胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素/OX40配體通路

位于上皮細(xì)胞中的胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(thymic stromal lymphopoietin，TSLP)與受體結(jié)合后活化DC，活化的DC可產(chǎn)生OX40配體(OX40 ligand，OX40L)，從而刺激CD4+T細(xì)胞分化為Th2細(xì)胞，最終促進(jìn)炎癥反應(yīng)。位于DC中的TSLP被認(rèn)為是引起AR的一種重要分子，TSLP通過激活DC表達(dá)更豐富的OX40L，此過程與Th2細(xì)胞的激活有關(guān)?；ǚ凼瞧毡榇嬖诘淖儜?yīng)原，是季節(jié)性AR的誘因之一，短豚草作為粉型TLR4激動(dòng)劑，引發(fā)TLR4依賴性TSLP/OX40L/OX40信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，最終導(dǎo)致Th2細(xì)胞激活[30]。由此可見，TLR4依賴性TSLP/OX40L信號(hào)通路可能在AR的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。

6 高遷移率族蛋白B1/TLR4通路

高遷移率族蛋白B1 (high mobility group box protein B1，HMGB1)是大部分細(xì)胞表達(dá)的核蛋白，參與DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程。HMGB1與TLR4結(jié)合后可促進(jìn)炎癥因子的表達(dá)與釋放，進(jìn)而促進(jìn)AR炎癥反應(yīng)過程。Shimizu等[31]對(duì)32例慢性鼻竇炎伴鼻息肉、AR患者和健康人鼻腔分泌物的研究發(fā)現(xiàn)，與健康人相比，慢性鼻竇炎伴鼻息肉、AR患者鼻腔分泌物HMGB1的水平明顯升高，HMGB1表達(dá)集中于鼻上皮細(xì)胞的細(xì)胞核中，TNF-α刺激鼻上皮細(xì)胞產(chǎn)生和分泌HMGB1，HMGB1刺激鼻上皮細(xì)胞產(chǎn)生和分泌IL-6和IL-8，且抗TLR4封閉性抗體能顯著減少HMGB1誘導(dǎo)的IL-6和IL-8的分泌。

7 結(jié) 語

目前與AR發(fā)病相關(guān)的信號(hào)通路中，對(duì)TLRs介導(dǎo)信號(hào)通路的研究較多，有望成為治療AR的新靶點(diǎn)。但是AR的發(fā)病涉及多種因素，至今發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，仍需要不斷深入研究探討各信號(hào)通路與AR形成的關(guān)系，以期為AR的治療提供依據(jù)。此外，針對(duì)信號(hào)通路的相關(guān)特異性蛋白抑制劑也給AR的治療帶來希望，以TLRs介導(dǎo)的信號(hào)通路的靶點(diǎn)抑制劑為研究熱點(diǎn)，并為篩選AR特異性蛋白抑制劑提供了依據(jù)。但TLRs介導(dǎo)的信號(hào)通路在機(jī)體的存在較為廣泛，在腫瘤、肺炎、骨關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、慢性扁桃體炎等疾病中也發(fā)揮重要作用，且靶點(diǎn)抑制劑對(duì)其他組織器官正常功能的影響還有待研究。