摘要:已有眾多研究表明,適宜應(yīng)力刺激可以促進(jìn)骨、軟骨及肌腱的生長,而過度應(yīng)力或長時(shí)間大負(fù)荷運(yùn)動則會引起肌腱、軟骨和骨的損傷,從而導(dǎo)致末端病的發(fā)生。P38MAPK作為連接細(xì)胞與外界環(huán)境的重要媒介,細(xì)胞信號傳導(dǎo)通路在把外界應(yīng)力刺激傳導(dǎo)至細(xì)胞內(nèi)的過程中發(fā)揮著重要作用。在骨及軟骨的損傷中,絲裂原活化蛋白激酶家族的成員 p38MAPK 被應(yīng)力刺激所激活,參與了成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞分化、炎性反應(yīng)、基質(zhì)降解及細(xì)胞凋亡等相關(guān)病理過程。
關(guān)鍵詞:非典型炎癥;p38MAPK通路
1.p38MAPK的信號調(diào)節(jié)
1.1.p38MAPK上游信號的調(diào)節(jié)
p38MAPK 信號通路主要由炎性因子及應(yīng)激因素所激活,激活后的 p38MAPK由細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核,參與不同的生理生化反應(yīng)調(diào)節(jié)。p38MAPK 上游激酶主要分為兩大類,MAPKKK 和 MAPKK,而 MKK3 和 MKK6 是研究最多的 p38MAPK上游激酶,他們可以直接作用于p38MAPK 的分子結(jié)構(gòu)。MAPK 的激活, 有賴于蘇氨酸(threonin, T)和酪氨酸(tyrosin, Y)雙位點(diǎn)的同時(shí)磷酸化,這兩個(gè)位點(diǎn)被一個(gè)氨基酸隔開,構(gòu)成 T-Xaa-Y 的三肽模塊。p38MAPK 經(jīng)典激活模式為保守的三級級聯(lián)激酶模式,反應(yīng)包括 4 種激酶:PAK(p21 activated kinase,MAPKKKK)、MLK(MAPKKK、MKKK 或 MEKK)、MKK3/6/(MAPKK、MKK 或 MEK)、p38 MAPK(MAPK),它們構(gòu)成了一個(gè)連續(xù)的蛋白激酶反應(yīng)鏈;外界的環(huán)境刺激信號與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合后,促進(jìn) MKK3/ MKK6 基因的表達(dá),通過上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子和某些基因的生物活性的表達(dá),以調(diào)節(jié)該基因的磷酸化誘導(dǎo)的 p38MAPK 的基因的轉(zhuǎn)錄,從而調(diào)控其生物功能。p38MAPK 通路激活后,其下游靶點(diǎn)也分布廣泛,有轉(zhuǎn)錄因子如 p53,ATF1/2/6,MEF2A60/C,SAP1 等,還有蛋白激酶 MSK1,MSK2,MNK1,MNK2,MK2,MK3 和 MK5 等。除了經(jīng)典激活模式外,p38MAPK 還存在一條不依賴 MKK 機(jī)制的自身磷酸化途徑,p38α能夠在轉(zhuǎn)錄生長因子-β(TGF-β)激活的蛋白激酶 1 結(jié)合蛋白[TGF-β-activated protein kinase 1(TAK1)-binding protein,TAB1]的幫助下完成自身磷酸化過程。 MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的激活途徑相似,都是保守的三級酶促級聯(lián)反應(yīng):MAPK激酶激酶(MAPKKK)— MAPK激酶(MAPKK)— MAPK,激活后都能作用于轉(zhuǎn)錄因子,調(diào)節(jié)特定的基因表達(dá)[1]。p38MAPK的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑亦是磷酸化級聯(lián)反應(yīng):MEKKs/TAK— MKK 6/MKK 3— p38MAPK,其中p38MAPK通路的關(guān)鍵酶包括:MAP-KKK類的MTK 1,MLK 2,MLK 3,DLK,ASK 1,TAK 1等;及MAP-KK類的MKK 3、MKK 4、MKK 6,其中MKK 3與MKK 6是公認(rèn)的p38上游激酶,他們能直接磷酸化酪氨酸、絲氨酸/蘇氨酸殘基激活p38[2,3]。MKK 3只能對p38α、p38β、p38γ進(jìn)行磷酸化,而MKK 6還可以磷酸化p38β。目前認(rèn)為MKK 4能通過直接磷酸化絲氨酸/蘇氨酸殘基激活p38MAPK,但在哺乳動物體內(nèi)MKK 4/p38通路是否具有作用仍需進(jìn)一步驗(yàn)證[4]。
1.2.p38MAPK的下游效應(yīng)
p38信號通路控制多種轉(zhuǎn)錄因子的基因表達(dá)活性,如激活作用轉(zhuǎn)錄因子、生長停滯及DNA損傷基因、核因子-κB、熱休克轉(zhuǎn)錄因子等[5],其中有些轉(zhuǎn)錄因子是p38直接底物,而有些是p38間接底物[5]。p38MAPK可影響多種細(xì)胞因子的產(chǎn)生,p38MAPK的激活不僅能促進(jìn)單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α、白細(xì)胞介素(IL)-1、IL-4、IL-6、IL-8、IL-12等炎性因子外,還可使抑炎因子IL-10的產(chǎn)生明顯增加,實(shí)驗(yàn)證明,IL-10參與的免疫抑制反應(yīng)是由p38途徑介導(dǎo)的[6]。p38還可介導(dǎo)中性粒細(xì)胞的活化,用粒-巨噬細(xì)胞集落刺激因子、TNF-α處理中性粒細(xì)胞后可致p38MAPK的激活,粒-巨噬細(xì)胞集落刺激因子和TNF-α可明顯增強(qiáng)中性粒細(xì)胞的呼吸爆發(fā)作用。p38通路增加細(xì)胞內(nèi)一氧化氮(NO)的產(chǎn)生,使細(xì)胞內(nèi)誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)的濃度增加。NO誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞凋亡也需要p38途徑的參與,另外,p38通路還參與細(xì)胞骨架蛋白的合成[7]。
目前,關(guān)于 p38MAPK 信號通路相關(guān)激酶在末端病發(fā)生過程中的表達(dá)情況的研究未見報(bào)道,有待進(jìn)一步研究,并并嘗試分析 p38MAPK信號通路在末端病中的作用機(jī)制,為運(yùn)動損傷防治提供理論基礎(chǔ)及新的思路。
參考文獻(xiàn):
[1]張頻捷,朱立新,耿小平. p38 MAPK信號傳導(dǎo)通路及其抑制劑的研究現(xiàn)狀[J]. 安徽醫(yī)藥,2010,14(05): 596-598. [2017-08-21].
[2]于波,朱振安.骨關(guān)節(jié)炎治療靶點(diǎn) p38MAPK 信號通路研究進(jìn)展[J]. 國際骨科學(xué)雜志,2012,32(6): 343-345.