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絲裂原活化蛋白激酶在急性肝損傷發(fā)病機制中的作用

張立民宋文趙自剛牛春雨

(河北北方學(xué)院微循環(huán)研究所，河北張家口075000)

關(guān)鍵詞〔〕絲裂原活化蛋白激酶；肝損傷

牛春雨(1967-)，男，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事創(chuàng)傷休克的基礎(chǔ)與臨床研究。

第一作者：張立民(1984-)，男，碩士，助理研究員，主要從事創(chuàng)傷休克的基礎(chǔ)與臨床研究。

肝臟是體內(nèi)最大的消化器官，在機體代謝和內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)維持過程中起著重要作用。但由于肝臟是一個高度血管化的器官，因此也是創(chuàng)傷失血性休克及內(nèi)毒素性休克后最易受損器官之一，急性肝損傷也成為重癥監(jiān)護室病死率較高的一種危重病。研究表明，絲裂原活化蛋白激酶(MAPKs)信號通路參與多種病理及生理過程的調(diào)節(jié)，是失血性休克及內(nèi)毒素性休克致急性肝損傷的一個重要信號通路〔1〕。MAPKs信號通路主要包括c-Jun氨基末端蛋白激酶(JNK)、p38 MAPK及細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)等關(guān)鍵信號分子。本文重點綜述MAPKs信號通路在急性肝損傷發(fā)病機制中的作用。

1JNK的作用

多發(fā)性創(chuàng)傷是失血性休克的一個主要原因，同時也是戰(zhàn)爭、交通事故傷、高空墜落等致病因素導(dǎo)致的一個典型后果。失血性休克引起的多器官功能障礙綜合征乃至多器官衰竭，仍是造成危重患者死亡率居高不下的一個重要原因〔2〕。肝臟是缺血再灌注后易受損傷的器官，缺血再灌注后肝細胞壞死是比肝細胞凋亡更典型的一種細胞死亡方式，凋亡和壞死都有一個共同途徑，即線粒體通透性轉(zhuǎn)變(MPT)〔3〕。線粒體內(nèi)膜大電導(dǎo)線粒體通透性轉(zhuǎn)化孔的開放導(dǎo)致MPT，從而導(dǎo)致線粒體去極化、氧化磷酸化作用的解耦聯(lián)和線粒體大幅度水腫。MPT在缺血再灌后導(dǎo)致細胞損傷的病理過程中起著重要的作用。MPT開放后，由于三磷酸腺苷(ATP)消耗導(dǎo)致細胞自我殺傷，線粒體水腫后導(dǎo)致外膜破裂并釋放出凋亡前蛋白，如細胞色素c(Cyc)，ATP消耗的程度對肝細胞是發(fā)生凋亡還是壞死起著關(guān)鍵作用。MAPKs家族中的JNK是一種應(yīng)激活化蛋白，可在紫外線照射、缺血再灌注及炎癥狀態(tài)下活化。JNK依賴轉(zhuǎn)錄因子c-Jun/活化蛋白(AP)-1的磷酸化提升促免疫反應(yīng)基因的表達，也可誘導(dǎo)經(jīng)JNK介導(dǎo)的凋亡前蛋白Bcl2家族引起凋亡，導(dǎo)致線粒體外膜通透性增加，釋放Cyc，引起促細胞凋亡蛋白活化〔4〕，激活的JNK向線粒體的易位增加了MPT〔5〕。實驗性肝移植、失血/復(fù)蘇后均能導(dǎo)致JNK激活，而藥物性抑制JNK后能降低肝損傷，增強肝功能，提高生存率〔6〕。肝臟中表達兩種JNK亞型：JNK1和JNK2，在對乙酰氨基酚肝毒性、腫瘤壞死因子(TNF)-α依賴的肝損傷、缺血再灌注肝損傷及肝移植模型中，JNK2缺失小鼠相對于野生型來說能夠?qū)箵p傷，提示JNK在急性肝損傷發(fā)病機制中具有重要作用〔7〕。

鑒于JNK1和JNK2沒有特異性的抑制劑，有學(xué)者〔8〕通過在失血/復(fù)蘇模型中利用JNK缺失小鼠與野生型作對照，驗證抑制JNK能夠降低肝損傷。實驗過程中，小鼠維持低血壓3 h后進行復(fù)蘇，6 h后檢測血清丙氨酸轉(zhuǎn)移酶、凋亡、壞死和氧化應(yīng)激反應(yīng)，用活體鏡檢法檢測線粒體的極化狀態(tài)。結(jié)果顯示JNK2缺失小鼠各項指標均顯著低于野生型，并證實JNK2通過促進MPT介導(dǎo)肝損傷，表明抑制JNK2活化能夠降低失血/復(fù)蘇模型小鼠肝損傷。

2p38 MAPK的作用

研究表明，肝臟缺血再灌注損傷證實p38 MAPK在失血誘導(dǎo)器官損傷的病理過程中發(fā)揮重要作用〔9，10〕。有報道推斷p38 MAPK是促進一些前炎癥細胞因子高表達的一個重要因素，如TNF-α、白細胞介素(IL)-7、IL-1β〔11〕，這些炎癥因子在中性粒細胞通過釋放活性氧自由基和蛋白酶導(dǎo)致器官損傷的過程中起著決定性作用〔12〕。TNF-α、IL-1β誘導(dǎo)細胞間黏附分子(ICAM)-1、血管細胞黏附分子(VCAM)-1等的表達與釋放，進而促進白細胞與內(nèi)皮細胞在肝組織內(nèi)黏附〔13〕。

失血性休克后由于血流動力學(xué)變化、組織低灌注必然會導(dǎo)致一些組織器官的缺血性損傷〔14〕，Sato等〔15〕通過運用p38 MAPK特異性抑制劑FR167653觀察p38 MAPK在失血性休克大鼠肝損傷中的作用，結(jié)果顯示p38 MAPK激活后，休克早期肝臟TNF-α、IL-1β mRNA表達及血清中水平顯著增加；同樣在內(nèi)毒素性休克模型中也有報道證實p38 MAPK介導(dǎo)TNF-α信號途徑〔16〕。TNF-α、IL-1β主要由肝Kupffer細胞在p38 MAPK活化的情況下合成；而在休克后期觀察到血清中反映肝臟受損的一些酶類如丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)和天門冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)活性升高，中性粒細胞蓄積及肝組織損傷，特異性抑制p38 MAPK能顯著減輕肝損傷釋放的一些炎癥因子，這表明失血性休克后導(dǎo)致肝臟缺血，激活p38 MAPK，活化的p38 MAPK通過加促肝臟炎癥因子過度釋放，導(dǎo)致肝損傷。同樣Lv等〔17〕研究證實，運用p38 MAPK抑制劑可降低AST、ALT及TNF-α的含量從而減輕休克所導(dǎo)致的肝損傷。但也有研究報道〔18〕，一些藥物治療失血性休克肝損傷的作用是通過p38 MAPK信號途徑的抗炎作用來實現(xiàn)的。

3ERK的作用

ERK是調(diào)節(jié)細胞生長、發(fā)育及分裂的細胞信號網(wǎng)絡(luò)核心，不僅參與細胞多種生理功能的調(diào)節(jié)，同時在多種疾病的發(fā)病機制及病理生理過程中發(fā)揮重要作用。生理狀態(tài)下，肝臟細胞原代培養(yǎng)過程中，生長因子可通過激活ERK1/2途徑來實現(xiàn)肝細胞的增殖及存活，同樣在其他類細胞受到內(nèi)部或外部刺激后同樣可得到激活進而調(diào)控細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)〔19〕。有學(xué)者研究ERK在休克后血管低反應(yīng)性發(fā)生中的作用機制、在肝纖維化的發(fā)病機制中作用〔20〕等。

Kaizu等〔21〕研究表明，一氧化氮對肝移植后導(dǎo)致缺血再灌注損傷的保護作用是通過抑制ERK1/2信號通路來實現(xiàn)的。有研究表明ERK1/2通過提高早期生長反應(yīng)-1蛋白的表達促進脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的炎癥因子TNF-α產(chǎn)生〔22〕。有學(xué)者研究活性氧(ROS)與ERK及炎癥因子TNF-α在肝損傷過程中相互作用機制，長期暴露酒精的肝臟會產(chǎn)生氧化應(yīng)激并增強自由基的產(chǎn)生〔23〕。ROS在酒精致肝損傷的發(fā)展過程中起著非常重要的作用，但其來源及作用的下游分子仍不明了，ROS的一個來源是肝細胞中酒精氧化，另外，Kupffer細胞在當肝臟受到LPS攻擊后也是ROS產(chǎn)生的一個重要來源。Thakur等〔24〕實驗證實酒精性肝病加促LPS介導(dǎo)的ROS增加，進而ROS激活ERK1/2，最終加促釋放大量炎癥因子TNF-α?？梢?，ERK介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)也參與肝損傷的發(fā)生機制。

綜上，JNK、p38 MAPK、ERK在肝損傷的發(fā)病過程中起著非常重要的中間作用。研究表明，將引流正常犬的腸淋巴液靜脈輸入內(nèi)毒素休克大鼠，可明顯降低血漿炎癥因子TNF-α含量及肝組織ICAM-1、一氧化氮的水平，減輕肝臟組織學(xué)損傷〔25，26〕，但外源正常淋巴液降低內(nèi)毒素休克導(dǎo)致急性肝損傷的作用是否與MAPKs信號通路有關(guān)，還有待進一步驗證。鑒于肝臟這個全身最大消化器官在維持機體能量代謝、解毒、消化、免疫及內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)具有重要作用，及時有效地防治多種嚴重致病因素導(dǎo)致的急性肝損傷對于危重患者的救治是非常必要的。為此，深入揭示MAPKs家族成員在急性肝損傷中的作用機制，為以MAPKs為治療干預(yù)靶點，決策肝損傷的治療措施開辟新思路。

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〔2014-07-25修回〕

(編輯張慧)

通訊作者：趙自剛(1974-)，男，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事創(chuàng)傷休克的基礎(chǔ)與臨床研究。

基金項目：河北省高校百名創(chuàng)新人才支持計劃(Ⅱ,BR2-105)；河北省人才培養(yǎng)工程資助計劃(2011)

中圖分類號〔〕R363.2〔

文獻標識碼〕A〔

文章編號〕1005-9202(2015)23-6943-03；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2015.23.137