與膜聯(lián)蛋白A1抗炎作用相關(guān)的信號(hào)通路研究進(jìn)展

王娟，張紅

遵義醫(yī)科大學(xué)，貴州遵義563000

膜聯(lián)蛋白A1(AnxA1)是一種天然的內(nèi)源性抗炎蛋白，具有內(nèi)源性糖皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)作用。當(dāng)中性粒細(xì)胞被激活時(shí)，AnxA1快速移動(dòng)至細(xì)胞表面，以鈣依賴(lài)性方式與膜磷脂結(jié)合錨定至細(xì)胞漿膜，并與黏附分子相互作用，通過(guò)減少炎癥細(xì)胞的浸潤(rùn)、加速粒細(xì)胞的凋亡，抑制嗜中性粒細(xì)胞在組織中的聚集，從而促進(jìn)炎癥消退[1]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示，AnxA1模擬肽Ac2-26可降低癲癇大鼠海馬中的白細(xì)胞介素1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素6(IL-6)、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)性α蛋白(GRO/KC)水平，發(fā)揮神經(jīng)抗炎保護(hù)作用[2]；AnxA1也可抑制哮喘大鼠肥大細(xì)胞脫顆粒及組胺釋放，減少支氣管肺泡液中的中性粒細(xì)胞及嗜酸性粒細(xì)胞積聚，實(shí)現(xiàn)抗炎抗過(guò)敏作用[3]；AnxA1還可提高皮膚移植小鼠皮下組織中的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子A及抗炎因子水平，減輕皮膚移植術(shù)后的局部炎癥，促進(jìn)血管再生[4]。目前研究表明，AnxA1的抗炎機(jī)制主要與甲酰基肽受體(FPR)結(jié)合有關(guān)，通過(guò)抑制FPR受體的活性從而抑制中性粒細(xì)胞及單核細(xì)胞向炎癥部位遷移[5]。其分子機(jī)制可能與受FPR調(diào)控的磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)、p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)、Gq/磷脂酶C(PLC)/蛋白激酶C(PKC)等信號(hào)通路有關(guān)?，F(xiàn)將AnxA1抗炎涉及的信號(hào)通路綜述如下。

1 AnxA1與PI3K/Akt信號(hào)通路

P13K屬于胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶，具有蛋白激酶和脂類(lèi)激酶雙重活性；Akt屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，是PI3K重要的下游分子。PI3K/Akt信號(hào)通路廣泛存在于機(jī)體細(xì)胞中，是參與抗炎調(diào)節(jié)、細(xì)胞凋亡的重要信號(hào)通路，可通過(guò)調(diào)節(jié)各種免疫細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育和增殖來(lái)參與炎癥細(xì)胞反應(yīng)，影響各種細(xì)胞因子及炎癥介質(zhì)的釋放[6]。多種生長(zhǎng)因子和信號(hào)傳導(dǎo)復(fù)合物，如成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、人生長(zhǎng)因子等均可激活PI3K，激活的PI3K在細(xì)胞質(zhì)膜上形成第二信使三磷酸磷脂酰肌醇，促使Akt上游激活劑PDK1、PDK2磷酸化，進(jìn)而激活A(yù)kt，活化的Akt通過(guò)磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白來(lái)調(diào)控細(xì)胞的各種生物活動(dòng)[7]。

研究表明，激活PI3K/Akt信號(hào)通路可抑制一氧化氮合酶(iNOS)及核因子κB(NF-κB)表達(dá)，降低血漿中TNF-α、IL-6、IL-10水平，減少炎癥因子的產(chǎn)生，改善創(chuàng)傷和失血性休克導(dǎo)致的器官低灌注、全身炎癥反應(yīng)和肝、腎、肺等多器官功能衰竭[8～10]。He等[11]報(bào)道，在體外循環(huán)肺損傷大鼠模型中，胰島素樣生長(zhǎng)因子-I可激活肺組織PI3K/Akt信號(hào)通路，使Akt磷酸化，抑制NF-κB p65表達(dá)，減輕肺損傷。Cui等[12]報(bào)道，AnxA1可激活PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)，減少活性氧(ROS)產(chǎn)生，調(diào)節(jié)超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、丙二醛和乳酸脫氫酶的活性，減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)，提高苯并芘處理的支氣管上皮細(xì)胞的存活率。此外，AnxA1還可通過(guò)PI3K/Akt磷酸化降低支氣管上皮B細(xì)胞淋巴瘤因子2(Bcl-2)、Bcl-2相關(guān)X蛋白、細(xì)胞周期蛋白D1表達(dá)，從而減少支氣管上皮細(xì)胞凋亡。AnxA1也可通過(guò)活化Akt，啟動(dòng)PI3K/Akt信號(hào)傳導(dǎo)來(lái)減輕微血管并發(fā)癥，緩解糖尿病腎臟和心臟的炎癥反應(yīng)[13]。AnxA1模擬肽Ac2-26可激活PI3K/Akt信號(hào)通路，抑制NF-κB活性、降低TNF-α水平，進(jìn)而減輕心肌細(xì)胞病理性損傷及超微結(jié)構(gòu)損傷，并最終減少心肌細(xì)胞凋亡[14]。

然而，Senchenkova等[15]研究認(rèn)為，AnxA1可通過(guò)抑制Akt磷酸化，降低血栓烷B和調(diào)節(jié)磷脂酰絲氨酸的表達(dá)，減少血小板活化及聚集體形成，減輕缺血再灌注損傷導(dǎo)致的血管炎癥反應(yīng)。這可能與AnxA1直接作用于血管，通過(guò)降低血小板、中性粒細(xì)胞聚集抑制血栓形成，從而負(fù)反饋抑制凝血酶誘導(dǎo)PI3K/Akt磷酸化有關(guān)。

2 AnxA1與ERK信號(hào)通路

ERK信號(hào)通路又稱(chēng)三磷酸鳥(niǎo)苷結(jié)合蛋白(Ras)/絲蘇氨酸蛋白激酶(Raf)/絲裂原活化蛋白激酶激酶(MEK)/ERK通路，它通過(guò)細(xì)胞膜受體將細(xì)胞外信號(hào)傳遞入細(xì)胞核內(nèi)，從而介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)特異蛋白的表達(dá)，參與調(diào)控細(xì)胞增殖、分化、凋亡、自噬等多種功能。ERK包括ERK1和ERK2，統(tǒng)稱(chēng)ERK1/2，是MAPK家族中的一員。ERK信號(hào)通路包括1個(gè)G蛋白偶聯(lián)蛋白R(shí)as和3個(gè)蛋白激酶Raf、MEK、ERK。正常情況下，Ras與二磷酸鳥(niǎo)苷結(jié)合處于失活狀態(tài)，而當(dāng)受到外界鳥(niǎo)苷酸交換因子刺激后，Ras與三磷酸鳥(niǎo)苷結(jié)合被激活，活化的Ras磷酸化Raf，引起下游MEK/ERK活化[16]。研究顯示，激活的ERK可促進(jìn)TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥因子的產(chǎn)生，導(dǎo)致慢性阻塞性肺疾病模型大鼠氣道炎癥加重、肺泡正常結(jié)構(gòu)破壞；抑制ERK磷酸化可降低轉(zhuǎn)錄因子NF-E2相關(guān)因子2信號(hào)表達(dá)，減少慢性阻塞性肺疾病大鼠支氣管肺泡灌洗液中炎性細(xì)胞的數(shù)量[17]。

Parisi等[18]報(bào)道，缺乏內(nèi)源性AnxA1可使小鼠角質(zhì)形成細(xì)胞中ERK磷酸化增加，從而使嗜酸性粒細(xì)胞增多及肥大細(xì)胞激活，皮膚出現(xiàn)紅斑、糜爛，表現(xiàn)為強(qiáng)烈的過(guò)敏反應(yīng)。Gimenes等[19]報(bào)道，在癲癇持續(xù)發(fā)作大鼠模型中，AnxA1可通過(guò)減少ERK磷酸化，減弱炎癥因子的釋放，減輕大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元損傷。Marmorato等[20]研究認(rèn)為，AnxA1可通過(guò)抑制ERK1/2磷酸化減輕大鼠眼結(jié)膜炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，降低眼部過(guò)敏反應(yīng)。中性粒細(xì)胞是人類(lèi)主要的循環(huán)白細(xì)胞，具有殺死和降解有毒微生物的功能，Ac2-26可通過(guò)調(diào)節(jié)ERK信號(hào)通路，對(duì)人中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞發(fā)揮趨化誘導(dǎo)的作用；在炎癥或組織損傷部位，AnxA1可通過(guò)ERK信號(hào)通路調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞遷移，加速炎癥消退，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)的恢復(fù)[21]。

3 AnxA1與p38 MAPK信號(hào)通路

MAPK屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，其主要作用是將信號(hào)從細(xì)胞表面?zhèn)鬟f至細(xì)胞核內(nèi)部，在多種受體信號(hào)傳遞途徑中具有關(guān)鍵作用。p38 MAPK是MAPK通路的重要分支，是一類(lèi)廣泛分布于細(xì)胞質(zhì)中的具有絲氨酸和酪氨酸雙重磷酸化功能的蛋白激酶。p38 MAPK可激活下游的蛋白激酶、轉(zhuǎn)錄因子等實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，參與基因轉(zhuǎn)錄、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞生長(zhǎng)、免疫反應(yīng)等各種病理生理過(guò)程[22]。MAPK在MAPK激酶的作用下，于酪氨酸和蘇氨酸殘基處發(fā)生磷酸化而被激活，進(jìn)而激活下游的靶蛋白MKK3及MKK6，使p38 MAPK磷酸化激活。激活后的p38 MAPK可促進(jìn)單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α、IL-6、IL-4、IL-8等炎癥因子[23]；而抑制p38 MAPK/NF-κB信號(hào)通路可改善氧化損傷引起的視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞活力降低，減少細(xì)胞凋亡[24]。

p38 MAPK信號(hào)通路在調(diào)節(jié)炎癥細(xì)胞損傷、細(xì)胞凋亡中起重要作用。Liao等[25]報(bào)道，在大鼠肺缺血再灌注損傷模型中，Ac2-26能顯著抑制缺血再灌注誘導(dǎo)的p38 MAPK磷酸化，降低NF-κB p65水平，抑制NF-κB激活，減少中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)和炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生。Ding等[26]報(bào)道，AnxA1可抑制p38 MAPK信號(hào)通路相關(guān)的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，從而有效減輕自發(fā)性腦出血小鼠的神經(jīng)炎癥和腦水腫程度，改善短期神經(jīng)功能。高效、及時(shí)的單核細(xì)胞募集是治療急性炎癥的關(guān)鍵步驟，它能夠有效清除衰弱的中性粒細(xì)胞，促進(jìn)炎癥消退。AnxA1可通過(guò)p38 MAPK信號(hào)通路介導(dǎo)溶血磷脂酸受體和肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架動(dòng)員，驅(qū)動(dòng)單核吞噬細(xì)胞吞噬有害的中性粒細(xì)胞和凋亡細(xì)胞，進(jìn)而減輕機(jī)體損傷部位的炎癥反應(yīng)[27]。

4 AnxA1與Gq/PLC/PKC信號(hào)通路

Gq蛋白是具有GTP酶活性的蛋白質(zhì)，PLC是以Gq蛋白為傳導(dǎo)物的磷脂酰肌醇信號(hào)通路的關(guān)鍵酶，PKC是一種Ca2+激活的磷脂依賴(lài)性蛋白激酶。Gq/PLC/PKC信號(hào)通路廣泛分布于各種細(xì)胞、組織和器官，參與調(diào)節(jié)基因的表達(dá)、細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞遷移等功能。靜息狀態(tài)下，Gq/PLC/PKC信號(hào)通路主要存在于細(xì)胞質(zhì)中；當(dāng)細(xì)胞受到外來(lái)刺激時(shí)，細(xì)胞膜上的Gq蛋白被激活，激活的Gq蛋白將細(xì)胞膜上的磷脂酰肌醇4,5-二磷酸分解為二酰甘油(DAG)和1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)，IP3動(dòng)員細(xì)胞內(nèi)鈣庫(kù)釋放Ca2+到細(xì)胞質(zhì)中與鈣調(diào)蛋白結(jié)合，DAG在Ca2+的協(xié)同下激活PKC，然后通過(guò)PKC信號(hào)傳導(dǎo)引起級(jí)聯(lián)反應(yīng)。Leppanen等[28]報(bào)道，在哮喘小鼠中，PKC基因敲除小鼠較野生型小鼠肺部炎癥減輕，這可能與抑制Gq/PLC/PKC信號(hào)通路降低炎癥細(xì)胞一氧化氮合酶(iNOS)表達(dá)、減少巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-6有關(guān)。

研究顯示，AnxA1不僅是Gq/PLC/PKC信號(hào)通路的下游靶點(diǎn)，而且細(xì)胞外的AnxA1也可以通過(guò)反饋回路來(lái)調(diào)控PKC系統(tǒng)。AnxA1可以促進(jìn)PKC同工酶的膜結(jié)合，調(diào)節(jié)PKC信號(hào)的定位和活性，從而調(diào)控與細(xì)胞生長(zhǎng)有關(guān)的分化、增殖機(jī)制[29]。Ren等[30]報(bào)道，過(guò)度激活Gq/PLC/PKC信號(hào)通路可導(dǎo)致炎癥趨化因子NF-κB水平快速上升，加重腹主動(dòng)脈瘤小鼠血管的炎癥。此外，Gq/PLC/PKC信號(hào)通路還可催化AnxA1磷酸化，磷酸化的AnxA1能抑制血栓素形成、降低小鼠血管內(nèi)皮單核細(xì)胞的黏附作用，減輕高密度脂蛋白誘導(dǎo)的血管內(nèi)皮炎癥[31，32]。

綜上所述，AnxA1是一類(lèi)鈣依賴(lài)的膜磷脂結(jié)合蛋白超家族，廣泛分布于各種真核細(xì)胞生物的細(xì)胞內(nèi)及細(xì)胞外，作為先天免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)蛋白，在調(diào)控抗炎反應(yīng)、細(xì)胞分化、增殖、凋亡以及吞噬清除凋亡細(xì)胞等細(xì)胞生命活動(dòng)中發(fā)揮重要作用。AnxA1可通過(guò)多種抗炎信號(hào)通路調(diào)控炎癥細(xì)胞的黏附、趨化、聚集以及凋亡細(xì)胞的吞噬，同時(shí)降低炎癥因子的產(chǎn)生，從而在炎癥發(fā)生、發(fā)展及消退過(guò)程中發(fā)揮重要作用。雖然有一部分通路機(jī)制尚未明確，但隨著對(duì)AnxA1在抗炎方面信號(hào)通路的作用及機(jī)制的進(jìn)一步了解，有助于開(kāi)發(fā)AnxA1調(diào)控的以各種信號(hào)通路為靶點(diǎn)的藥物，為臨床疾病的預(yù)防及治療提供新的思路。