MyD88/NF-κB信號通路與流感病毒感染相關性探析

崔 迪，岳冬輝

（長春中醫(yī)藥大學基礎醫(yī)學院，長春 130117）

流行性感冒是由流感病毒引起的急性病毒性呼吸道傳染病[1]，可引起嚴重的炎癥反應。其發(fā)病機制與炎癥反應信號通路的激活相關。流感病毒侵入呼吸道后，病毒復制產(chǎn)生的雙鏈DNA（dsDNA）激活感染細胞髓樣分化因子88（MyD88）/核因子-κB（NF-κB）信號通路，通過Toll 樣受體（TLRs）、MyD88 和NF-κB 等相關蛋白的信號傳遞，完成炎癥信號轉導過程。為闡明流感病毒感染的作用機制，現(xiàn)基于MyD88/NF-κB 信號通路與流感病毒感染相關性展開研究。

1 MyD88/NF-κB 信號通路中的關鍵因子

1.1 MyD 88 MyD88 是一種存在于Toll/白細胞介素-1（IL-1）受體（Toll/IL-1 receptor，TIR）信號通路中的接頭蛋白，其基因主要在免疫細胞中表達[2]。MyD88具有兩個特殊的結構區(qū)域，即N 端死亡結構域（DD）和C 端TIR 結構域。C 端TIR 結構域能與TLRs 上的TIR 結構域相作用，介導下游信號傳導。N 端死亡結構域能與其他具有死亡結構域的蛋白相作用。MyD88也存在中介結構域（INT），它可以與白細胞介素-1相關受體相關激酶（IRAK）相互作用，在TLRs 信號通路中能激活下游促炎細胞因子[3-4]。

MyD88 在炎癥反應中扮演中心樞紐的角色，可誘導幾個位于質膜或核內(nèi)體的受體發(fā)出信號[5]。MyD88依賴通路是最主要的TLRs 信號通路，它可以激活NFκB，控制目的基因的表 達。當胞外炎性信號通過TIR結構域呈遞給MyD88，MyD88 與IRAK4 作用，致使IRAK4 磷酸化，并作用 于腫瘤壞死因子受體相關因子6（TRAF6）。如果缺少MyD88 的存在，激活信號的向下傳導將會受到很大影響，最終影響各種促炎細胞因子和機體防御蛋白的轉錄及表達[6-8]。

1.2 NF-κB NF-κB 蛋白家族由兩個亞家族組成，分別為NF-κB 蛋白和Rel 蛋白。Rel 亞家族包括：c-Rel、RelB、RelA（P65）、Dorsal 和Dif。NF-κB亞家族成員包括：P50/P105（NF-κB 1）、P52/P100（NF-κB2）和Relish。這些蛋白共享一個高度保守的DNA 結合/二聚結構域，稱為Rel 同源結構域（RHD）。Rel 蛋白的C 端部分具有轉錄激活域（TAD）。NF-κB 亞家族蛋白的C-末端含有連接蛋白重復抑制域，可通過蛋白酶體介導的蛋白水解去除[9]。

NF-κB 是細胞內(nèi)重要的核轉錄因子。它參與機體的炎癥反應、免疫應答，能調(diào)節(jié)細胞凋亡和應激反應。NF-κB 信號通路分為經(jīng)典信號通路和非經(jīng)典信號通路。經(jīng)典信號通路是通過降解核因子κB 抑制蛋白（inhibitory-κB，IκB）使NF-κB 二聚體得到釋放。靜息狀態(tài)下，I κB 平時與二聚體的p65 或p50 結合，掩蓋NF-κB 的核定位序列，使NF-κB 處于失活狀態(tài)。當細胞受到感染源或者炎癥細胞因子的刺激時，IκB 激酶（IκKs）中的IKKβ 亞基激活并發(fā)生磷酸化。活化的IKKβ 亞基進一步磷酸化IκB 家族中IκBαN 端的絲氨酸殘基，E3 泛素化連接酶結合到這些磷酸 絲氨酸位點對IκBα 進行多泛素化修飾并誘導其被降解，NF-κB 的抑制被解除，暴露其核定位序列，激活NF-κB?；罨腘F-κB 進入核內(nèi)，與DNA 結合，啟動基因轉錄，產(chǎn)生相應的細胞因子[10]。經(jīng)典信號通路激活過程短暫、迅速，5 min 左右即可使細胞內(nèi)NF-κB 信號通路的活性水平達到峰值。如果缺少NF-κB 的存在，將影響基因轉錄的啟動，最終影響細胞因子的產(chǎn)生。

2 MyD88/NF-κB 信號通路轉導過程

MyD88/NF-κB 信號通路是炎癥反應過程中的關鍵通路，廣泛存在于各種細胞中，尤其在TLRs 的依賴性MyD88 途徑中MyD88/NF-κB 信號通路占有極其重要的地位。依賴性MyD88 途徑是TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6、TLR7 和TLR9 的下游。當病毒與細胞融合之后，病毒利用宿主細胞的生存條件大量增殖，中間產(chǎn)物dsRNA 可被TLRs 識別，激活宿主免疫應答，激活依賴性MyD88 途徑。當TLR 受體與配體結合后，TLR 受體的TIR 發(fā)生變構，MyD88 的C端區(qū)域與TIR 結合，N 端通過死亡結構域（DD）募集同樣含有死亡作用域的IRAK，導致IRAK自身磷酸化，磷酸化的IRAK 從MyD88 上脫離并與TRAF6 結合，TRAF6 活化絲裂激活蛋白激酶家族成員中的NF-κB誘導激酶（NIK），NIK 自身磷酸化激活IκKs，導致IκB 的泛素化并從IκB/NF-κB 復合物中釋放，NF-κB 發(fā)生核轉位，轉錄因子的激活，從而產(chǎn)生原發(fā)性致炎因子，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和IL-1 等，完成炎癥信號轉導過程[11-12]。大部分TLR 都利用MyD88 至NF-κB 活化的信號傳導途徑，控制炎癥反應，該通路活化過度或負向調(diào)控不足均能導致嚴重的免疫相關性疾病和炎癥性疾病[12]。

3 MyD88/NF-κB 信號通路與流感病毒感染的相關性研究

MyD88/NF-κB 信號通路的活化程度與流感病毒感染的程度密切相關。感染流感病毒后，該信號通路的活化程度過高會引起機體內(nèi)宿主細胞發(fā)生嚴重的炎癥反應及免疫病理損傷。當流感病毒吸附于呼吸道上皮細胞后，經(jīng)內(nèi)吞作用將其吞入體內(nèi)，后經(jīng)過脫殼、釋放等一系列步驟完成病毒的復制[13-14]。機體在感染流感病毒后迅速啟動免疫系統(tǒng)，大量的免疫細胞募集，通過活化MyD88/NF-κB 信號通路，經(jīng)過一系列激活、轉導和轉錄后，產(chǎn)生細胞炎性因子，抑制宿主細胞內(nèi)的蛋白合成，限制了病毒的復制。但同時這些細胞因子也會導致細胞凋亡、白細胞滲出、毛細血管通透性提高、氣道堵塞等一系列反應，使患者出現(xiàn)高熱寒戰(zhàn)、咽痛咳嗽等癥狀，甚至導致機體死亡[15]。有研究 發(fā)現(xiàn)，小鼠在感染流感病毒后TLR4-NF-κBp65 信號通路出現(xiàn)活化現(xiàn)象，其通過調(diào)節(jié)TLR4/7 的信號通路中MyD88、NF-κBp65 的表達，進而調(diào)控炎性反應[16]。幼齡小鼠TLR4-NF-κBp65 的表達比成年小鼠的表達程度更高，免疫力損傷程度更重[17]。這也進一步證明當病毒侵入機體后，MyD88/NF-κB 活化程度過高，機體免疫損傷的程度就會加重。

4 調(diào)控MyD88/NF-κB 信號通路的中藥研究

中藥可以通過對細胞因子和蛋白的調(diào)節(jié)和干預，進而控制機體的炎性過度反應，在治療流感中起到了關鍵作用。實驗證明，部分中藥單體或合方是可以通過調(diào)節(jié)MyD88/NF-κB 信號通路抑制細胞的炎性反應。研究表明，黃芩苷通過抑制TLR7 介導的MyD88依賴性信號通路，抑制了NF-κB P65 的核轉位及表達，從而減少流感病毒感染巨噬細胞后炎性細胞因子TNF-α、MCP1 的產(chǎn)生，且黃芩苷可以通過正、負兩方面反饋，對NF-κB 信號通路進行調(diào)控，從而減輕流感感染中的炎癥反應，發(fā)揮抗炎作用[18]。山柰酚通過下調(diào)NF-κB 信號通路的磷酸化抑制流感病毒誘導，包括IL-8 和TNF-α 等在內(nèi)的炎癥因子的過度表達，從而抑制流感病毒復制，最終減輕流感病毒所致的急性肺損傷[19]。疏風宣肺方、桂枝麻黃各半湯以及清熱透表方可下調(diào)小鼠肺中TLR7、MyD88 以及NF-κBp65 的表達，達到抗流感的目的。證明此方可以通過調(diào)節(jié)該信號轉導通路的表達，改善流感病毒對肺組織的損傷[20]。由此可知，中藥是可以通過調(diào)節(jié)該信號通路的表達來抑制炎癥反應，達到抗流感的目的，但大多數(shù)中藥抗流感的機制尚不明確，MyD88/NF-κB 信號通路的進一步研究可為其他中藥抗流感病毒機制研究提供依據(jù)。

5 小結

綜上，MyD88/NF-κB 信號通路是流感病毒感染后產(chǎn)生炎癥反應過程中的重要通路，在機體先天免疫反應中占有重要的地位。該信號通路中MyD88、NF-κB等蛋白的過表達能夠引起機體的炎癥反應及自身免疫病理損傷。因此，通過藥物調(diào)節(jié)MyD88/NF-κB 信號通路中關鍵靶點的活性，可抑制下游細胞因子的表達，減少炎性細胞因子的產(chǎn)生，減輕因炎性細胞因子過度釋放所造成的機體炎癥反應，緩解機體自身免疫損傷程度，從而發(fā)揮抗流感病毒的作用。這為下一步進行中藥抗流感病毒感染作用機制的實驗研究提供依據(jù)。