銀屑病相關(guān)的主要細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

楊正生，李力

(秦皇島市第一醫(yī)院 a.皮膚科，b.感染科，河北 秦皇島 066000)

細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是指細(xì)胞外因子通過(guò)與細(xì)胞的膜受體或核受體結(jié)合，引發(fā)細(xì)胞的蛋白間相互作用以及生物化學(xué)反應(yīng)，直至相關(guān)基因開(kāi)始表達(dá)、形成各種生物學(xué)效應(yīng)的過(guò)程。細(xì)胞內(nèi)存在多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式和途徑，并形成多層次、多方式的交叉調(diào)控，產(chǎn)生十分復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是各種免疫和炎癥的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，參與細(xì)胞增殖、分化和凋亡的調(diào)節(jié)。銀屑病是一種慢性皮膚炎癥性疾病，病理表現(xiàn)往往存在角質(zhì)形成細(xì)胞的異常增殖和分化，影響著全球2%～3%的人群，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[1]。銀屑病的發(fā)病機(jī)制與T細(xì)胞免疫密切相關(guān)，通過(guò)遺傳易感性以及環(huán)境刺激的改變而發(fā)病[2]。由皮膚外傷或感染等因素產(chǎn)生的表皮抗原激活了駐留在皮膚中的抗原呈遞細(xì)胞，活化的抗原呈遞細(xì)胞反過(guò)來(lái)活化某些細(xì)胞因子的表達(dá)，而這些細(xì)胞因子共同刺激角質(zhì)形成細(xì)胞增殖，破壞其分化，并通過(guò)激活某些細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子促進(jìn)或正反饋某些皮膚炎癥反應(yīng)，進(jìn)而引起銀屑病樣皮膚損害的持續(xù)發(fā)生[3]。因此，細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在銀屑病發(fā)病機(jī)制中起到了重要的橋梁作用，明確銀屑病的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路對(duì)于銀屑病的臨床治療具有重要意義?，F(xiàn)就銀屑病相關(guān)的主要細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路予以綜述。

1 核因子κB通路與銀屑病

核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)是一種核蛋白，屬于Rel蛋白家族，廣泛存在于哺乳動(dòng)物的組織細(xì)胞中，首先在B細(xì)胞被發(fā)現(xiàn)[4-5]。NF-κB在某些因素刺激下被激活，從細(xì)胞質(zhì)進(jìn)入核內(nèi)，并與某些基因調(diào)控序列相結(jié)合，對(duì)其下游的分子進(jìn)行表達(dá)調(diào)控，NF-κB對(duì)細(xì)胞增殖、凋亡、應(yīng)激反應(yīng)、炎癥反應(yīng)以及免疫調(diào)節(jié)等均起到了非常重要的作用[6-7]。NF-κB轉(zhuǎn)錄調(diào)控功能異?？蓪?dǎo)致許多疾病的發(fā)生，其在多種自身免疫性疾病中被長(zhǎng)期異常激活，包括炎性腸病、關(guān)節(jié)炎以及硬化性病變等[8-9]。NF-κB的激活途徑包括經(jīng)典激活途徑和非經(jīng)典激活途徑，經(jīng)典激活途徑的細(xì)胞因子主要包括腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-1等[10]。

1.1NF-κB通路的活化與銀屑病的關(guān)系 作為調(diào)節(jié)炎癥過(guò)程的關(guān)鍵因素，NF-κB可以調(diào)節(jié)各種細(xì)胞因子、趨化因子和酶的轉(zhuǎn)錄，還可影響炎癥細(xì)胞因子的產(chǎn)生以及銀屑病皮膚中角質(zhì)形成細(xì)胞的分化和增殖[11]。NF-κB信號(hào)通路對(duì)表皮細(xì)胞的增殖和分化起到了重要的作用，其過(guò)度活化可導(dǎo)致細(xì)胞的抗凋亡作用增強(qiáng)，引起細(xì)胞異常增殖，導(dǎo)致許多表皮細(xì)胞異常增殖的皮膚病的發(fā)生，如銀屑病、皮膚腫瘤等[12]。研究表明，NF-κB在正常的皮膚中無(wú)明顯的活化，在銀屑病患者的皮損中NF-κB的活化形式(磷酸化NF-κB)呈顯著高表達(dá)[13-14]。Pasparakis等[15]的研究表明，轉(zhuǎn)基因小鼠在敲除IκB激酶2后，引起NF-κB活化，在TNF-α介導(dǎo)下，導(dǎo)致嚴(yán)重的皮膚炎癥，其外觀表現(xiàn)和病理改變類似于銀屑病。以上研究表明，NF-κB活化對(duì)銀屑病的發(fā)病具有顯著的促進(jìn)作用。

1.2NF-κB通路相關(guān)的細(xì)胞因子或活性物質(zhì)與銀屑病的關(guān)系 Crisan等[16]將促炎巨噬細(xì)胞與金和銀納米顆粒一起孵育，可顯著降低一氧化氮、IL-12和TNF-α的釋放；免疫熒光證實(shí)，納米顆?？娠@著減少人銀屑病斑塊中CD68陽(yáng)性巨噬細(xì)胞及IL-12和TNF-α的產(chǎn)生，該作用可能與納米顆粒抑制巨噬細(xì)胞中NF-κB活化，進(jìn)而抑制在銀屑病中產(chǎn)生病理作用的促炎因子的產(chǎn)生有關(guān)。Li等[17]發(fā)現(xiàn)，Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)9的配體--CpG寡脫氧核苷酸可使HaCaT角質(zhì)形成細(xì)胞的IL-17A、TNF-α以及CC趨化因子配體20等幾種炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)顯著增加；而用NF-κB抑制劑治療可顯著阻斷CpG誘導(dǎo)的IL-17A的產(chǎn)生，表明CpG可通過(guò)NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路誘導(dǎo)IL-17A的表達(dá)，而角質(zhì)形成細(xì)胞分泌的IL-17A可刺激CD4+T細(xì)胞，強(qiáng)烈誘導(dǎo)IL-22產(chǎn)生，而IL-22是銀屑病炎癥的重要介質(zhì)，因此角質(zhì)形成細(xì)胞可通過(guò)NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路誘導(dǎo)IL-17A的產(chǎn)生，參與銀屑病的發(fā)病。許多細(xì)胞因子和黏附分子在銀屑病患者中存在異常表達(dá)，其中TNF-α可導(dǎo)致角質(zhì)形成細(xì)胞NF-κB信號(hào)通路的激活，在所有的細(xì)胞因子中是最為重要的激活劑；TNF-α能夠誘導(dǎo)許多炎癥性的趨化因子，從而加劇炎癥的發(fā)生，TNF-α及其他炎癥細(xì)胞因子對(duì)NF-κB通路的激活作用，加劇了皮膚炎癥的發(fā)生，而阻斷此通路的激活，會(huì)對(duì)銀屑病的治療產(chǎn)生積極作用[18]。依那西普是一種TNF-α受體的融合蛋白，能夠通過(guò)抑制TNF-α與其受體的結(jié)合抑制其致炎作用。研究發(fā)現(xiàn)，在依那西普治療的銀屑病患者的皮損中，銀屑病的臨床表現(xiàn)顯著緩解，NF-κB的表達(dá)顯著減少[19]，證實(shí)抗TNF-α治療可導(dǎo)致NF-κB信號(hào)通路抑制，從而達(dá)到治療銀屑病的目的。有報(bào)道顯示，人視黃酸誘導(dǎo)基因1(human retinoic acid inducible gene 1，RIG1)在銀屑病病變皮損的表達(dá)增加，RIG1可以激活NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，并誘導(dǎo)干擾素的產(chǎn)生，且RIG1激活NF-κB信號(hào)通路還與IL-23的產(chǎn)生有關(guān)[20]。RIG1缺陷的小鼠出現(xiàn)較低的表皮增生以及炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，另外，編碼RIG1的基因?yàn)镈DX58，也是銀屑病的易感基因[21]。

2 促分裂原活化的蛋白激酶通路與銀屑病

促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞分化、增殖、凋亡和免疫反應(yīng)。MAPK是絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶家族，家族成員主要包括胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular signal-regulated kinase，ERK)、c-Jun氨基端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)和p38 MAPK。目前，MAPK信號(hào)通路研究比較明確的主要有3條，即ERK通路、JNK/應(yīng)激活化蛋白激酶通路和p38通路[22]。ERK與細(xì)胞增殖、分化和轉(zhuǎn)化等重要的功能密切相關(guān)；JNK和p38通路對(duì)外界應(yīng)急刺激的誘導(dǎo)信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)答；JNK參與的病理性信號(hào)通路中體現(xiàn)細(xì)胞免疫應(yīng)答反應(yīng)，其中T細(xì)胞的免疫功能與JNK通路密切相關(guān)[23]。

2.1MAPK通路的活化與銀屑病的關(guān)系 Takahashi等[24]通過(guò)免疫組織化學(xué)法發(fā)現(xiàn)，銀屑病患者的皮損中存在ERK和JNK的選擇性激活，說(shuō)明ERK和JNK的激活可能與銀屑病患者表皮過(guò)度增生及異常分化有密切關(guān)系。Zhang等[25]測(cè)定了斑塊狀銀屑病患者的MAPK活性發(fā)現(xiàn)，銀屑病患者皮損區(qū)的MAPK活性顯著高于銀屑病非皮損區(qū)及正常人，提示MAPK的活化可能參與了銀屑病的發(fā)病。以上結(jié)果進(jìn)一步提示，MAPK/ERK通路在銀屑病的發(fā)病過(guò)程中可能起到了十分重要的作用。Johansen等[26]的研究表明，銀屑病患者p38和ERK1/2的磷酸化表達(dá)均顯著增加，而激酶含量的測(cè)定進(jìn)一步證實(shí)了p38三種亞型的激酶活性均升高，治療后活化的p38和ERK1/2均恢復(fù)正常。提示p38和ERK1/2可能是銀屑病治療的有效靶點(diǎn)之一。

2.2MAPK通路相關(guān)的細(xì)胞因子或活性物質(zhì)與銀屑病的關(guān)系 絲裂原和應(yīng)激活化蛋白激酶2(mitogen-and stress-activated protein kinase 2，MSK2)是MAPK通路上的重要分子，是ERK和p38下游非常重要的效應(yīng)分子，目前研究表明，MSK2對(duì)在銀屑病中起重要作用的TNF-α及其他炎癥介質(zhì)的表達(dá)起到了非常重要的作用[27]。IL-20已經(jīng)被證實(shí)在銀屑病的發(fā)病中起重要作用，IL-20表達(dá)上調(diào)在很大程度上取決于MAPK的激活程度[28]。Xiong等[29]分析了銀屑病標(biāo)本和正常皮膚組織中微RNA(microRNA，miRNA/miR)-130a的表達(dá)水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與健康對(duì)照者相比，銀屑病患者的miR-130a水平顯著更高，過(guò)表達(dá)miR-130a可顯著上調(diào)磷酸化c-Jun、磷酸化JNK和磷酸化p38 MAPK等蛋白的表達(dá)，而沉默miR-130a可下調(diào)它們的表達(dá)。Wang和Sun[30]利用γ干擾素處理HaCaT細(xì)胞48 h建立了銀屑病模型，并采用5-氨基乙酰丙酸-光動(dòng)力療法治療進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，5-氨基乙酰丙酸-光動(dòng)力療法可以呈劑量和時(shí)間依賴性地顯著抑制γ干擾素處理的HaCaT細(xì)胞的增殖和角蛋白17的表達(dá)，這可能與5-氨基乙酰丙酸-光動(dòng)力療法可以激活MAPK途徑，促進(jìn)p38、JNK和ERK的表達(dá)有關(guān)。

3 Janus激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子通路與銀屑病

Janus激酶(Janus kinase，JAK)是一種細(xì)胞質(zhì)酪氨酸激酶，對(duì)誘導(dǎo)細(xì)胞因子相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)具有重要作用。迄今為止，已鑒定出4種JAK亞型，即JAK1、JAK2、JAK3和酪氨酸激酶2。JAK的激活可以由多種細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子引發(fā)[31]。激活后的JAK可以導(dǎo)致信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(signaltransduction and activator of transcription，STAT)磷酸化，而STAT是一類DNA結(jié)合蛋白，能夠結(jié)合下游靶基因的DNA，目前在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)STAT的家族成員共有7個(gè)，因此JAK能夠影響信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄因子[32]。在STAT的家族成員中，STAT3信號(hào)通路與細(xì)胞增殖、凋亡和分化的關(guān)系最為密切，正常細(xì)胞STAT3的磷酸化非常短暫，但在包括腫瘤組織細(xì)胞在內(nèi)的某些存在著異常增殖的細(xì)胞中均可發(fā)現(xiàn)STAT3的持續(xù)磷酸化[33]。

細(xì)胞因子(包括IL-6、IL-20、IL-22)與銀屑病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，可以啟動(dòng)STAT3的激活[34]。有研究表明，在銀屑病患者的皮損處可檢測(cè)到角質(zhì)形成細(xì)胞中STAT3的高度活化表達(dá)，磷酸化發(fā)生在酪氨酸705位點(diǎn)；通過(guò)轉(zhuǎn)基因處理，STAT3的持續(xù)磷酸化表達(dá)可使小鼠產(chǎn)生銀屑病樣的皮膚炎癥表現(xiàn)，同時(shí)一些與銀屑病相關(guān)的分子表達(dá)上調(diào)，該結(jié)果的產(chǎn)生由活化的STAT3和激活的T細(xì)胞及其產(chǎn)生的細(xì)胞因子共同完成，而采用STAT3誘導(dǎo)寡核苷酸，可抑制STAT3磷酸化，進(jìn)而可成功減輕銀屑病樣的炎癥表現(xiàn)[35]。JAK-STAT信號(hào)通路的活化與T細(xì)胞的功能調(diào)控有密切聯(lián)系。STAT3磷酸化似乎對(duì)γδT細(xì)胞的功能發(fā)揮重要作用，而γδT細(xì)胞通過(guò)促進(jìn)皮膚產(chǎn)生IL-17，進(jìn)而促進(jìn)銀屑病發(fā)病[36-37]。許多細(xì)胞因子參與了STAT3磷酸化和銀屑病的發(fā)病。IL-23/IL-17家族的細(xì)胞因子在銀屑病皮膚病變中大量表達(dá)，輔助性T細(xì)胞17(helper T cell 17，Th17細(xì)胞)以轉(zhuǎn)錄因子維甲酸相關(guān)孤兒受體γt和JAK-STAT信號(hào)通路的活化為特征，針對(duì)IL-23或IL-1β介導(dǎo)的組織炎癥，Th17細(xì)胞表達(dá)并釋放標(biāo)志性效應(yīng)細(xì)胞因子，如IL-17、IL-21、IL-22以及粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子等[38]。IL-21能夠使STAT1、STAT3磷酸化，并可促進(jìn)初始T細(xì)胞向Th17細(xì)胞分化，銀屑病患者的IL-21表達(dá)增加，與銀屑病嚴(yán)重程度密切相關(guān)[39]。IL-22能夠誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞STAT3磷酸化，并上調(diào)IL-20的表達(dá)水平，銀屑病患者的IL-22表達(dá)增加，且與STAT3磷酸化及銀屑病的嚴(yán)重程度密切相關(guān)[40-41]。以上研究證明，T淋巴細(xì)胞的分化以及細(xì)胞因子對(duì)角質(zhì)形成細(xì)胞的調(diào)控作用在JAK-STAT信號(hào)通路的活化以及銀屑病的病理機(jī)制中發(fā)揮了重要作用。

4 Notch信號(hào)通路與銀屑病

Notch信號(hào)通路是一種進(jìn)化趨勢(shì)呈高度保守狀態(tài)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，最初是在果蠅的研究中被發(fā)現(xiàn)，其分子結(jié)構(gòu)主要由配體、受體及細(xì)胞內(nèi)效應(yīng)分子組成；其中配體主要包括Jagged 1、Jagged2以及Delta like1、Delta like3和Delta like4；Notch受體主要包括Notch1、Notch2、Notch3和Notch4；細(xì)胞內(nèi)效應(yīng)分子主要為DNA結(jié)合蛋白CSL[42]。Notch在哺乳動(dòng)物的發(fā)育過(guò)程中起至關(guān)重要的作用。已經(jīng)確定，Notch信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)可調(diào)節(jié)中央和周邊淋巴器官中T細(xì)胞和B細(xì)胞發(fā)育的多個(gè)步驟，而且在急性和慢性炎癥的情況下，尤其在先天性免疫和炎癥反應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用[43]。王建鋒等[44]發(fā)現(xiàn)，中藥提取物黃芩苷能夠抑制角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖活力，且呈劑量依賴性地顯著促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞凋亡，使細(xì)胞周期阻滯于S期，同時(shí)抑制ki67基因的表達(dá)，增加凋亡相關(guān)基因Fas和胱天蛋白酶3的表達(dá)；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，黃芩苷還能夠下調(diào)Jagged1蛋白水平，同時(shí)上調(diào)發(fā)狀分裂相關(guān)增強(qiáng)子1(hairy and enhancer of split 1，Hes 1)以及Notch1蛋白水平，故認(rèn)為黃芩苷通過(guò)調(diào)控Notch信號(hào)通路抑制角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖活力，促進(jìn)凋亡。狄偉[45]通過(guò)檢測(cè)銀屑病患者皮損區(qū)Notch1、Jagged1信使RNA和蛋白水平，發(fā)現(xiàn)銀屑病患者Notch1、Jagged1信使RNA和蛋白水平均顯著高于正常對(duì)照者；而體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加入Notch信號(hào)通路特異性激活劑(即激活了Notch信號(hào)通路)后，體外培養(yǎng)的角質(zhì)形成細(xì)胞(HaCaT細(xì)胞)增殖得到了促進(jìn)，而細(xì)胞的凋亡受到抑制，相反，阻斷Notch信號(hào)通路可抑制HaCaT細(xì)胞增殖，促進(jìn)其凋亡和分化。王燕芹等[46]的研究顯示，銀屑病樣皮炎小鼠的Hes1信使RNA表達(dá)水平以及γδT17細(xì)胞比例均顯著增高，且與IL-17A的水平呈正相關(guān)。以上研究表明，在銀屑病樣的免疫條件下，Notch信號(hào)通路對(duì)γδT17細(xì)胞的表達(dá)及分泌IL-17A具有正向的促進(jìn)作用。另有研究表明，與正常對(duì)照者相比，未經(jīng)治療的銀屑病患者皮膚標(biāo)本中的Notch1、Notch2、Jagged1以及Hes1信使RNA和蛋白水平均上調(diào)[47]。可見(jiàn)，Notch通路成分可能是對(duì)抗銀屑病的潛在治療靶標(biāo)。

5 小 結(jié)

近年來(lái)，銀屑病作為一種易于復(fù)發(fā)、很難治愈的免疫性皮膚病，給患者的生活帶來(lái)了很大的負(fù)面影響。因此，明確發(fā)病機(jī)制及治療靶點(diǎn)，對(duì)銀屑病后續(xù)治療方案的制訂以及藥物的研發(fā)均具有非常重要的意義。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在銀屑病發(fā)病機(jī)制及治療方法中的研究，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)靶向治療藥物提供了理論依據(jù)。目前研究的熱點(diǎn)主要集中于NF-κB、MAPK、JAK-STAT、Notch等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，這些信號(hào)通路在銀屑病病理機(jī)制中發(fā)揮重要作用。相信在不久的將來(lái)，以細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路為治療靶點(diǎn)的治療方案和靶向藥物會(huì)為銀屑病的治療提供更為理想的解決方案。