劉志剛

（濟南市婦幼保健院兒科，山東 濟南 250001）

α7煙堿型乙酰膽堿受體與炎癥的調節(jié)作用

劉志剛

（濟南市婦幼保健院兒科，山東 濟南 250001）

在神經系統(tǒng)和非神經膽堿能系統(tǒng)（NNAS）中，α7煙堿型乙酰膽堿受體（α7nAChR）表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和豐富性，是典型N受體，屬于典型介導神經抗炎通路的關鍵分子。適量的促炎因子有利于激活免疫系統(tǒng)清除病原體，并可促進組織修復；過量的促炎因子則可造成組織損傷。膽堿能神經抗炎通路對炎性反應的調節(jié)越來越受到人們的重視，本文主要綜述α7nAChR在膽堿能抗炎途徑、免疫活性細胞抗炎作用及血管內皮細胞上及抗炎作用。

α7nAChR；膽堿能抗炎作用；免疫細胞

在神經系統(tǒng)和非神經膽堿能系統(tǒng)（NNAS）中，α7煙堿型乙酰膽堿受體（α7nAChR）表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和豐富性，是典型N受體。nAChRα7能夠發(fā)揮進行神經調節(jié)的作用，具體包括進行突觸前遞質的合成與釋放、產生突觸后電流、傳導細胞內的信號、細胞的發(fā)育和凋亡等[1]。nAChRα7在免疫調節(jié)中有著重要的地位，在神經與免疫系統(tǒng)發(fā)揮了重要的聯(lián)系作用。

1 nAChRα7在膽堿能抗炎途徑的作用

自主神經系統(tǒng)（簡稱ANS），其功能主要在于影響人體腺體和內臟，主要包括以下兩個方面：交感神經和副交感神經通路，這二者共同完成了調節(jié)機體功能。Ach作為典型神經遞質，是由副交感神經分泌的。神經機制主要借助于迷走神經，在短時間內能夠阻止巨噬細胞TNF產生，避免全身引起炎癥，在專業(yè)領域這一機制被稱為“膽堿能抗炎途徑”。通過利用電刺激迷走神經，進而分泌產生纖維，就可以阻止心臟、肝和脾TNF產生，從而有效地降低發(fā)生內毒素血癥時體內所含TNF血清水平[1,2]。再經過切斷迷走神經時，就能夠快速的對炎性刺激的TNF產生反應。并且，切斷迷走神經影響到動物對內毒素致死效應的反應能力。并且，為了達到阻止炎癥前細胞因子合成的目的，可以采取進行刺激缺血再灌注動物的心臟組織和肝臟的迷走神經；為了抑制對缺血再灌注反應而形成的高血壓和血清TNF升高，可以進行刺激兩側的頸迷走神經。為了驗證手術引起炎癥的抑制反應，可以采取激活腸道巨噬細胞信號轉導和轉錄激活蛋白（STAT3），也可以達到抑制術后梗阻的現(xiàn)象[2,3]。其中，所使用的刺激電壓的強度能夠影響迷走神經保護作用[1,4]。此外，進行迷走神經的刺激能夠達到其個體產生炎性反應現(xiàn)象，有利于減輕鼠爪腫脹癥狀。“膽堿能抗炎通路”能夠有效地發(fā)揮阻止局部區(qū)域發(fā)生炎癥現(xiàn)象。然而，對于切除nAChRα7基因實驗小鼠，其機體的LPS致死效應表現(xiàn)明顯，對于缺失nAChRα7基因的實驗小鼠，在進行刺激迷走神經時TNF水平不會明顯下降。

通過實驗可以看出，迷走神經傳出纖維釋放的乙酰膽堿活化煙堿受體抑制巨噬細胞活化的抗炎作用，其中機制在于α7受體受到刺激興奮后，會進一步的激活酪氨酸激酶（Janus kinase 2，Jak2），導致STAT3出現(xiàn)磷酸化，進而產生STAT3與其DNA反應原件結合和激活。

2 nAChRα7在免疫活性細胞抗炎的作用

通過分析副交感神經通路抑制巨噬細胞活化的神經機制，可以得出進行調節(jié)炎性反應機制。并且，在進行研究NNAS過程中，人們加深了對免疫活性細胞上NNAS了解，并得出了能夠利用免疫活性細胞中的NNAS進行提高機體免疫，阻止機體內炎癥的產生，達到很好地調控目的。王金榮研究了關于腹腔淋巴結巨噬細胞和滑膜巨噬細胞上免疫機制，并得出了所存在的免疫細胞含有固有膽堿能系統(tǒng)[3]。

Borovikova[4]研究認為，ACh、煙堿和卡巴膽堿劑量能偶發(fā)揮阻止LPS產生炎性因子，主要包括原代巨噬細胞TNF、IL-1β、IL-6和IL-18等，然而這些試劑不會阻礙抗炎因子IL-10產生。其機制在于能夠有效地阻礙蛋白合成，借助nAChR介導實現(xiàn)。實驗結果說明，nAChRα7亞基是該機制中最為核心的因素[5]。將煙堿加入到培養(yǎng)基，可以看到內毒素誘導的巨噬細胞TNF含量下降，說明了其抑制作用；將nAChRα7的反義寡核苷酸（antisense oligodeoxynucleortide specific forα 7，ASONα7）加入培養(yǎng)基后，煙堿的影響作用減弱。

Takahashi[6]等在進行試驗研究中，證明了煙堿能夠有效阻止LPS誘導的單核細胞IL-18和IL-12釋放，煙堿抑制作用受到了非選擇性和選擇性nAChRα7拮抗劑影響，說明了煙堿作用機制與nAChRα7興奮有直接關系。

Takahashi[6]等研究還發(fā)現(xiàn)煙堿抑制單核細胞上ICAM-1，B7.2，和CD40的表達，和PBMC上TNF-α，IFN-γ和IL-12的釋放。并且，α7 nAChR非選擇性的拮抗劑美加明和選擇性的拮抗劑銀環(huán)蛇毒素（bungarotoxin，α-BTX）可以消除煙堿的這種效果。經過PBMC采用上調環(huán)氧化酶2（cyclooxygenase 2，COX-2）的表達引起PGE-2產生，已知PGE-2可以激活EP2/EP4受體，導致cAMP增加和PKA激活。類似地，經過實驗證明了COX-2和PKA抑制劑能夠有效地起到阻礙煙堿對黏附因子和細胞因子作用，就展示了煙堿作用機制實際上經過內源性的PGE-2釋放。Hamano等在研究中發(fā)現(xiàn)，當在LPS環(huán)境下，應用核轉錄因子（Nuclear Factor kappa B，NF-κB）和MAPK抑制劑可以實現(xiàn)煙堿作用機制模擬過程。這就能夠證實煙堿作用機制直接與NFκB、MAPK P38有聯(lián)系。

Shytle等經過試驗研究指出，通過使用ACh和煙堿能夠刺激產生nAChRα7，其中，劑量大小可以經過阻礙LPS產生影響釋放大鼠小膠質細胞中TNF-α的含量，能夠進一步表達增強細胞中環(huán)COX-2和合成PGE2，不會對激活小膠質細胞產物產生影響，如IL-1β產生；興奮nAChRα7可以起到進行阻礙LPS誘導的P38磷酸化情況。提示Ach能夠在激活小膠質細胞中起到控制作用，具體該過程與P38磷酸化減弱有直接聯(lián)系。

Blanchet等經過研究指出，通過使用nAChR激動劑能夠起到阻礙小鼠哮喘模型肺和氣道嗜酸性粒細胞浸潤作用。并且，在實驗中發(fā)現(xiàn)所產生的人血嗜酸性粒細胞表達α3、α4、α7nAChR亞型，在體外應用不同濃度的采用劑量不同的DMPP能夠有效減弱血小板活化因子（PAF）誘導的白三烯C4（leukotriene，LTC4）的產生。同時，在進行減弱嗜酸細胞活化趨化因子誘導的嗜酸性粒細胞遷移中發(fā)揮重要的作用。實際上，該過程也可以被nAChR拮抗劑美加明所逆轉。另外，DMPP降低金屬蛋白酶-9（MMP-9）釋放，降低IP3依賴的、PAF誘發(fā)的細胞內鈣離子濃度的上升。所以，功能性nAChR能夠在嗜酸性粒細胞中獲得表達，并能夠在體外nAChR激動劑降低嗜酸性粒細胞作用，這就證明了該抗炎效果有利于治療過敏性哮喘。

3 nAChRα7在血管內皮細胞上的表達及抗炎作用

Saeed在研究中指出了體外、體內的膽堿能信號能夠起到阻礙微血管內皮細胞炎癥發(fā)生。在實驗結果中，煙堿和擬膽堿劑CAP55能夠阻礙和白細胞的遷移、內皮細胞活化。在TNF誘導的趨化因子、黏附因子表達中起到抑制作用。并且，能夠阻礙NF-κB和細胞因子的活化作用，降低T細胞發(fā)育速度，阻礙其成熟時間，并且能夠弱化單核細胞、中性粒細胞的破壞性和殺傷性。在內皮細胞和白細胞黏附作用，可以起到阻礙黏附，防止細胞滲出現(xiàn)象，達到治療炎癥目的。通過使用美加明，逆轉煙堿和CAP55，可以發(fā)現(xiàn)能夠很好地發(fā)揮內皮細胞活化，證實了煙堿和CAP55的抗炎機制：借助內皮nAChRα7能夠達到抗炎效果。

Skok等經過研究發(fā)現(xiàn)，nAChRα7亞型主要存在兩種細胞上，包括：淋巴細胞雜交瘤hybridoma 1D6和骨髓瘤X63-Ag8，并且分化細胞含量遠超過靜止細胞。對于長期有吸煙習慣的人群，煙堿會在體內有較長的影響時間，從而影響雜交瘤患者α7上調。同時，煙堿能夠促進雜交瘤細胞生產和成熟速度，并使抗體釋放速度變慢，PI3K磷酸化下游目標細胞外信號調節(jié)激酶（ERK）和MAPK能夠影響到煙堿效應。煙堿興奮的APCs可以促進分泌細胞因子和增加T細胞生長速度。同時在實驗的小鼠動脈粥樣模型，煙堿可以聚集動脈周揚硬化周圍損害的樹突狀細胞。

然而，經過長時間的煙堿刺激，能夠產生主動脈粥樣硬化，并能夠誘導低密度脂蛋白受體陰性小鼠巨噬細胞促炎性反應。實驗中，采用煙堿進行處理，主要針對小鼠外周血巨噬細胞系RAW264.7，處理完后進行18種血清因子分析，實驗結果表明，處理完的小鼠體內的TNFα、IL和角質化細胞趨化衍生因子、NO的合成表達大幅提高。經過煙堿作用后所誘導RAW264.7細胞釋放因子，能夠影響到內皮細胞和平滑肌細胞NF-κB基因。

在經過試驗研究哮喘患者發(fā)現(xiàn)，其體內的淋巴細胞培養(yǎng)上清和外周血IL-4含量出現(xiàn)大幅的提高，而IFN-γ含量有著大幅的減小，這就證實了其自身免疫功能受到影響。針對哮喘患兒外周血nAChRα7表達較正常兒童增高，膽堿能系統(tǒng)興奮，nAChRα7增高，反過來有阻礙個體釋放過度興奮與因子表達，從而維護個體內免疫自身平衡。此外，nAChRα7含量的上升與正常水平相比有明顯的交叉現(xiàn)象，這就證實了變異性的發(fā)生，分析其中的原因在于生理狀態(tài)與兒童情緒精神有直接聯(lián)系。

用煙堿刺激PBMC，nAChRα7增高，而IL-4和IFN-γ均有不同程度降低，顯示出煙堿對炎性因子的抑制作用。而應用nAChRα7拮抗劑α-BTX后，就可以發(fā)現(xiàn)體內的nAChRα7表達明顯下降，相關學者指出了在α-BTX培養(yǎng)的單核細胞 nAChRα7 mRNA出現(xiàn)冥想上升的現(xiàn)象。長時間煙堿刺激和應用拮抗劑效果一致可能是長時間煙堿作用后，導致了nAChR的脫敏，從而產生一個類似應用拮抗劑的效果。

所以，過度炎性因子使機體抵抗能力下降，容易產生其他病癥，如炎性腸病、類風濕性關節(jié)炎、腸毒素血癥和膿毒血癥。氣道的NNAS表達作用并且，在臨床治療中能夠以其作為靶目標展開治療，免疫活性細胞NNAS和自身的免疫現(xiàn)象，說明了在進行治療中采用抗膽堿能藥物預防發(fā)生機體免疫副作用[6]。膽堿能夠發(fā)揮抗炎作用，其途徑廣泛存在于體內，然而需要進一步了解機體影響和作用途徑。整個機體是有機協(xié)調，實驗研究也不斷地指出神經內分泌與免疫依靠共有的物質發(fā)生影響，并形成統(tǒng)一網絡達到機體免疫平衡。

nAChRα7在神經內分泌和免疫的交聯(lián)中無疑發(fā)揮重要作用，但是具體關于作用機制和途徑還要進一步的研究。同時，對于作用機制的研究應從機體的本質展開，如細胞內信號具體調節(jié)功能和作用機制。關于感染神經系統(tǒng)疾病的研究也應作為重點，如風濕熱的舞蹈癥和鏈球菌感染后加重和誘發(fā)的多發(fā)性抽動癥。目前，研究集中于針對記憶和免疫之間的聯(lián)系進行的。例如，AD研究證實了nAChRα7在小膠質細胞表達減少，膽堿酯酶抑制劑與nAChR興奮劑能夠對AD患者產生作用，說明了nAChRα7變化與記憶和智力有密切關系。

[1] Bernik TR,Friedman SG,Ochani M,et al.Pharmacological Stimulation of the Cholinergic Antiinflammatory Pathway[J].J Exp Med, 2002,195(6):781-788.

[2] de Jonge WJ,van der Zanden EP,The FO,et al.Stimulation of the vagus nerve attenuates macrophage activation by activating the Jak2-STAT3 signaling pathway[J].Nat Immunol,2005,6(8):844-851.

[3] 王金榮,王宏偉,劉勝洪,等.大鼠免疫細胞及器官的固有膽堿能系統(tǒng)[J].中華神經醫(yī)學雜志,2005,4(1):28-31.

[4] Borovikova LV,Ivanova S,Zhang M,et al.Vagus nerve stimulation attenuates the systemic inflammatory response to endotoxin[J]. Nature,405(6780):458-462.

[5] Wang H,Yu M,Ochani M,et al.Nicotinic acetylcholine receptor alpha7 subunit is an essential regulator of inflammation[J].Nature, 2003,421(6921):384-388.

[6] Hideo Kohka Takahashi,Hiromi Iwagaki,Ryosuke Hamano,et al. α7 Nicotinic Acetylcholine Receptor Stimulation Inhibits Lipopolysaccharide-Induced Interleukin-18 and-12 Production in Monocytes[J].J Pharmacol Sci,2006,102(1):143-146.

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