抑制腫瘤壞死因子受體相關因子6對膿毒癥誘導的心肌功能障礙保護機制的研究進展

[摘要] 心臟是膿毒癥最常并發(fā)功能障礙的器官之一。膿毒癥誘導的心肌功能障礙在重癥監(jiān)護病房患者中的發(fā)病率和死亡率均較高，患者的醫(yī)療負擔較重。研究表明，抑制腫瘤壞死因子受體相關因子6（tumor necrosis factor receptor-associated factor 6，TRAF6）的表達有利于減輕膿毒癥誘導的心肌功能障礙，但具體作用機制尚未完全闡明。本文闡述TRAF6在膿毒癥心肌細胞自噬、炎癥反應、氧化應激及細胞凋亡等方面的調控機制，探討抑制TRAF6的表達對膿毒癥誘導的心肌功能障礙保護機制的研究進展。

[關鍵詞] 腫瘤壞死因子受體相關因子6；膿毒癥；膿毒癥誘導的心肌功能障礙；保護機制

[中圖分類號] R541.9[文獻標識碼] A [DOI] 10.3969/j.issn.1673-9701.2024.26.026

膿毒癥是宿主對感染反應失調而導致危及生命的器官功能障礙^[1]。2017年，全球估計有4890萬例膿毒癥患者，膿毒癥相關死亡病例為1100萬例，占全球死亡總人數(shù)的19.7%^[2]。在對中國44家醫(yī)院重癥監(jiān)護病房（intensive care unit，ICU）患者的統(tǒng)計分析中發(fā)現(xiàn)，ICU患者中膿毒癥的發(fā)病率為20.6%，90d死亡率為35.5%^[3]。心臟是膿毒癥最常并發(fā)功能障礙的器官之一^[4]。膿毒癥誘導的心肌功能障礙（sepsis-induced myocardial dysfunction，SIMD）是由膿毒癥并發(fā)的心臟整體的、可逆的功能障礙，左心室和右心室收縮功能和（或）舒張功能障礙是其特征^[5-7]。當前，膿毒癥導致心肌功能障礙的發(fā)病機制尚未完全清楚。

1 膿毒癥概述

研究表明，SIMD的發(fā)生與過度炎癥反應、微循環(huán)障礙、一氧化碳合成障礙、內皮功能障礙、鈣調節(jié)障礙、自噬功能紊亂、自主神經(jīng)系統(tǒng)功能失調、細胞凋亡及線粒體功能障礙等有關^[8]。依據(jù)膿毒癥相關指南和專家共識，采取積極措施治療原發(fā)病、合理使用抗生素、給予營養(yǎng)支持及防治并發(fā)癥等一系列策略的應用使得SIMD的治療效果顯著。但因患病人數(shù)不斷增加，SIMD的死亡病例數(shù)仍居高不下。因此，臨床亟需提高SIMD的治療效果，降低患者的死亡率。若能找到更加有效的治療方法，則可提高SIMD患者的生活質量，減輕醫(yī)療負擔。

2 腫瘤壞死因子受體相關因子6

腫瘤壞死因子受體相關因子（tumor necrosis factor receptor-associated factor，TRAF）6是一種E3泛素連接酶，是一種細胞內蛋白，廣泛表達于心臟、平滑肌、骨骼肌、脂肪組織、B淋巴細胞、內皮細胞和巨噬細胞中，其在調節(jié)先天性免疫、適應性免疫、胚胎發(fā)育、細胞凋亡、組織穩(wěn)態(tài)和骨代謝方面發(fā)揮不可或缺的作用^[9-10]。在膿毒癥動物模型中研究發(fā)現(xiàn)，抑制TRAF6的表達可減輕膿毒癥并發(fā)的心臟、肝臟及肺等重要器官的損傷^[11]。

3 TRAF6在SIMD中的作用機制

3.1 TRAF6與膿毒癥心肌細胞自噬

自噬作為細胞的應激反應和應對機制之一，其可將胞漿內的病原體、功能受損的蛋白、過剩的蛋白、細胞核碎片及其他受損細胞器等異常物質運送到溶酶體中進行降解，降解后的物質可被回收和循環(huán)再利用，此外其還可修復功能受損的胞內物質，有助于細胞穩(wěn)態(tài)和細胞生存的維持^[12]。

研究表明，TRAF6作為Toll樣受體4的下游分子，其可參與核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）、絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）等自噬相關信號通路的調控^[13]。膿毒癥早期，TRAF6可直接泛素化UNC51樣激酶1（UNC51-like kinase 1，ULK1）誘導自噬，但隨著膿毒癥的進一步加重，TRAF6可介導MAPK的磷酸化，促使ULK1去磷酸化，進而抑制自噬的活化^[14]。作為SIMD重要保護機制之一的自噬在膿毒癥嚴重階段常處于較低活動水平。另有研究報道，適度誘導膿毒癥心肌細胞的自噬水平可減輕SIMD^[15-16]。抑制TRAF6可誘導細胞自噬，但具體作用機制尚不明確，推測其可能是通過抑制下游MAPK信號通路、促進ULK1磷酸化實現(xiàn)的^[14，17]。但也有研究表明，抑制TRAF6的表達可通過調節(jié)自噬效應蛋白1介導的巨噬細胞自噬和M2極化，改善SIMD^[18]。因此，抑制TRAF6的表達對SIMD起一定的保護作用。

3.2 TRAF6與膿毒癥心肌細胞炎癥反應

炎癥是機體免疫系統(tǒng)對有害刺激的生物反應，也是機體極其重要的自我保護機制之一。在SIMD中，炎癥反應處于失衡狀態(tài)，這是SIMD的重要機制之一^[19]。病原微生物及其產(chǎn)物侵入機體可促進免疫系統(tǒng)部分激活，產(chǎn)生補體，免疫細胞表面存在病原體識別受體（pathogen-recognition receptor，PRR），PRR及補體與病原體相關分子模式和（或）損傷相關分子模式結合而被激活；被激活的受體觸發(fā)細胞內信號級聯(lián)反應，進而導致相關炎癥介質和細胞因子的產(chǎn)生，如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白細胞介素（interleukin，IL）-1β、IL-4、IL-6、血管緊張素Ⅱ和高速泳動族B1蛋白等，這些細胞因子和炎癥介質可使心臟血管或心肌細胞造成不同程度的損傷^[20-21]。

TRAF6作為多條炎癥相關信號通路的下游因子，在膿毒癥中處于高表達狀態(tài)，抑制其表達可減輕心肌細胞的炎癥反應^[22]。在脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導的SIMD礙小鼠模型中，抑制TRAF6的表達可顯著減輕小鼠心肌組織中的炎癥反應，改善小鼠心肌功能障礙；在LPS誘導的膿毒癥心肌損傷小鼠體內模型及H9C2心肌細胞炎性損傷離體模型中，抑制TRAF6/NF-κB信號通路可減少炎癥因子TNF-α、IL-1β和IL-6的釋放，減輕LPS所誘導的膿毒癥心肌損傷；在腸道病毒引發(fā)病毒性心肌炎大鼠模型中，通過微RNA-506-3p靶向抑制TRAF6可顯著降低大鼠心肌組織中TNF-α、IL-1β及IL-6等炎癥因子的水平，改善受損的心肌細胞^[23-25]。因此，靶向抑制TRAF6可減少心肌組織或心肌細胞中炎癥因子的釋放，減輕心肌的炎性損傷。

3.3 TRAF6與膿毒癥心肌細胞氧化應激

細胞內氧化應激的過度激活在膿毒癥心肌損傷的病理機制中扮演極其重要的角色。膿毒癥可致活性氧（reactive oxygen species，ROS）和活性氮與抗氧化系統(tǒng)之間失衡，線粒體功能受損，導致腺苷三磷酸的產(chǎn)生不足，心肌細胞出現(xiàn)致命能量衰竭并出現(xiàn)損傷；此外氧化應激的失衡也會損傷心血管內皮細胞^[21，26]。TRAF6作為NF-κB信號通路的下游因子，抑制其表達可減輕膿毒癥心肌細胞的氧化應激。研究發(fā)現(xiàn)，在膿毒癥誘導的心臟損傷小鼠模型中，抑制TRAF6/NF-κB軸可調節(jié)心肌細胞線粒體膜電位，減少ROS和丙二醛的釋放，減輕膿毒癥小鼠心肌細胞的氧化應激損傷^[23]；脫氫延胡索堿可通過抑制TRAF6的表達，減輕膿毒癥小鼠心肌細胞中谷胱甘肽過氧化物酶和ROS的產(chǎn)生，有益于LPS誘導膿毒癥小鼠心肌損傷的保護^[24]；在LPS及腸道病毒誘導的H9C2心肌細胞炎性損傷模型中，抑制TRAF6的表達可減輕心肌細胞的氧化應激損傷^[27]。因此，抑制TRAF6的表達有利于減輕膿毒癥心肌細胞的氧化應激，對SIMD具有一定的保護作用。

3.4 TRAF6與膿毒癥心肌細胞凋亡

細胞凋亡是細胞死亡的一種形式，其是受細胞基因調控和外界應激而發(fā)生的程序性主動死亡過程，在調節(jié)細胞穩(wěn)態(tài)方面起重要作用。細胞凋亡有3種方式，即內源性細胞凋亡、外源性細胞凋亡及內質網(wǎng)應激^[28]。細胞凋亡是膿毒癥心肌損傷的重要環(huán)節(jié)，心肌細胞凋亡的嚴重程度在一定程度上也決定著心肌的損傷程度，減輕心肌細胞凋亡是治療SIMD的重要方法之一^[29-30]。

TRAF6對免疫系統(tǒng)的發(fā)育、功能的發(fā)揮及穩(wěn)態(tài)的維持具有調節(jié)作用，抑制TRAF6的表達對減輕膿毒癥細胞凋亡具有重要保護作用^[31]。研究表明，在腸道病毒所致的心肌細胞炎性損傷大鼠模型中發(fā)現(xiàn)，心肌細胞凋亡顯著增加，抑制TRAF6的表達可顯著降低心肌細胞的凋亡率；在LPS誘導的H9C2心肌細胞損傷模型及大腸埃希菌誘導的膿毒癥心肌損傷小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，抗凋亡蛋白Bcl-2水平顯著降低，而促凋亡蛋白Bax和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3（cysteine-aspartic protease-3，caspase-3）水平顯著升高，應用TRAF6特異性抑制劑C25-140抑制TRAF6的表達，Bax、caspase-3水平降低，而Bcl-2的水平有所回升，證實對TRAF6的抑制可改善膿毒癥并發(fā)心肌細胞凋亡^[24-25]。

3.5 TRAF6與膿毒癥血管內皮細胞

膿毒癥期間，血管內皮細胞的活化導致多種促炎性細胞因子的產(chǎn)生及細胞黏附分子表達水平的上調，而內皮細胞的持續(xù)激活可致大量中性粒細胞浸潤、過度炎癥及組織損傷，最終導致器官功能障礙；抑制TRAF6的表達可減輕膿毒癥血管內皮的活化，有利于減輕膿毒癥心肌損傷，最終改善SIMD癥狀，甚至降低患者的死亡率^[32-33]。

4 不足與展望

膿毒癥的發(fā)病率及死亡率均較高。近年來，SIMD患者的死亡人數(shù)仍居高不下，存活患者也伴有不同程度的后遺癥。探尋 SIMD的治療藥物和作用靶點是近年來研究的熱點之一。研究表明，TRAF6對SIMD中炎癥反應、細胞凋亡、氧化應激及細胞自噬等發(fā)揮調控作用，抑制TRAF6的表達對SIMD具有一定的保護作用。因此，TRAF6可能是治療SIMD的潛在靶點之一。目前，TRAF6在膿毒癥中的研究主要集中于細胞及動物模型層面，關于抑制TRAF6的表達對心肌細胞自噬調控的研究報道較少，上述不足仍有待進一步探究。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

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（收稿日期：2023–12–22）

（修回日期：2024–07–11）