黃煜君，張峻嶺，劉曉潔

白癜風(fēng)是一種常見的色素脫失癥，其特征在于表皮中的功能性黑素細(xì)胞和黑素的喪失，其中氧化應(yīng)激產(chǎn)生的自身抗原和自身免疫性反應(yīng)在白癜風(fēng)的發(fā)病中起到重要的作用。各種因素引起白癜風(fēng)黑素細(xì)胞活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生過量以及ROS在黑素細(xì)胞中的積累，最終導(dǎo)致黑素細(xì)胞損傷和自身抗原的產(chǎn)生，其通過方式如下：①細(xì)胞凋亡；②由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)錯(cuò)誤折疊的肽和細(xì)胞因子（如趨化因子）的積累及非折疊蛋白反應(yīng)（unfolded protein response，UPR）；③由鈣網(wǎng)蛋白觸發(fā)吞噬細(xì)胞的“吃我”信號[1]。誘導(dǎo)型熱休克蛋白70 的參與下，針對自身抗原的細(xì)胞免疫在黑素細(xì)胞破壞中占據(jù)重要位置，最終導(dǎo)致白癜風(fēng)[2]，本文對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和趨化因子在白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制中作用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激

1.1 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與白癜風(fēng)

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（endoplasmic reticulum，ER）是真核細(xì)胞內(nèi)的多層膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞器，在細(xì)胞所需的復(fù)合物分子的合成中起主要作用[3]，在完成基本生理功能的同時(shí)，ER 憑借其龐大的膜結(jié)構(gòu)成為協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的樞紐平臺。ER 為細(xì)胞內(nèi)Ca2+的主要儲存庫[4]，由于其蛋白質(zhì)折疊和轉(zhuǎn)運(yùn)功能，ER 存在大量Ca2+依賴分子伴侶，如鈣網(wǎng)織蛋白等。ER 必須嚴(yán)格控制Ca2+水平，避免Ca2+失衡導(dǎo)致細(xì)胞死亡。遺傳或環(huán)境損傷會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)缺氧、鈣穩(wěn)態(tài)失衡和分泌蛋白錯(cuò)誤折疊或聚集，從而破環(huán)ER 功能，誘發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激（endoplasmic reticulum stress，ERS）。ERS 時(shí)蛋白質(zhì)不能正確折疊積聚在ER 腔內(nèi)，細(xì)胞通過蛋白激酶R樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶-真核起始因子2α(protein kinase R-like endoplasmic reticulum kinase-eukaryotic translationinitiation factor 2α，PERK-e IF2α）、肌醇需求酶1-X盒子結(jié)合蛋白（inositol-requiring enzyme 1a-X-boxbinding protein1，IRE1-XBP1）和轉(zhuǎn)錄激活因子6（activating transcription factor 6，ATF6）一系列信號網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，提高蛋白質(zhì)正確折疊能力、抑制蛋白質(zhì)的產(chǎn)生和積聚、加速非功能性和隱含毒性蛋白降解，引發(fā)內(nèi)ERS 相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和加強(qiáng)ER 的自我修復(fù)能力，這些反應(yīng)統(tǒng)稱為UPR。ERS 過強(qiáng)或持續(xù)時(shí)間過久，UPR 不足以恢復(fù)ER 穩(wěn)態(tài)，則最終引起細(xì)胞凋亡。ERS 的表現(xiàn)包括UPR、ER 相關(guān)性死亡和整合應(yīng)激反應(yīng)這3 個(gè)交互相聯(lián)的動(dòng)態(tài)過程[5]。綜上所述，ERS 是ER 腔內(nèi)錯(cuò)誤折疊蛋白聚集形成的一種適應(yīng)性反應(yīng)，一方面UPR 被激活來抵御外界刺激所造成的有害影響，另一方面當(dāng) UPR 不足以重新構(gòu)建ER穩(wěn)態(tài)時(shí)，UPR 通路將誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡信號而引起細(xì)胞凋亡。

相關(guān)研究表明，白癜風(fēng)患者黑素細(xì)胞ER 有未折疊蛋白沉積，故推斷ERS 為白癜風(fēng)發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2000 年，Le Poole 等[6]用逆轉(zhuǎn)錄病毒將人乳頭瘤病毒（HPV）16 型的E6 和 E7 基因轉(zhuǎn)染到白癜風(fēng)患者黑素細(xì)胞系 Ma9308P4，組合成人永生白癜風(fēng)黑素細(xì)胞系 PIG3V，并成功表達(dá)出酪氨酸酶，在PIG3V 細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了擴(kuò)張的ER，并在ER 中發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)分子，初步證明ER 的擴(kuò)張可能是蛋白質(zhì)滯留引起。當(dāng)ER 發(fā)生應(yīng)激時(shí)，非折疊或錯(cuò)誤折疊的多肽及沒有組裝好的蛋白將滯留在ER 腔，ERS 早期通過誘導(dǎo)UPR，使蛋白質(zhì)的生物合成減少，降低ER 負(fù)擔(dān)。隨著 ERS 加劇，UPR 的激活被抑制，引起 ER攝取或釋放 Ca2+障礙或蛋白質(zhì)加工或運(yùn)輸障礙，細(xì)胞就會(huì)由生存向凋亡轉(zhuǎn)換。此外，酪氨酸酶的轉(zhuǎn)運(yùn)障礙也可為ERS 參與白癜風(fēng)發(fā)病的證據(jù)之一。Guan等[7]發(fā)現(xiàn)中國人群白癜風(fēng)易感基因?yàn)閂IT-1/FBXO11，沉默該基因可影響黑素細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)。該研究表明InnVit基因被抑制后直接影響黑素細(xì)胞ER 的形態(tài)，酪氨酸酶表達(dá)量異常增加，并滯留于ER，提示酪氨酸酶非常態(tài)增多是蛋白酶體降解途徑發(fā)生障礙導(dǎo)致的。

1.2 ERS的3種信號通路

真核細(xì)胞產(chǎn)生ERS 時(shí)，UPR 激活其典型3 種信號通路，這些信號通路根據(jù)其在ER 上發(fā)起效應(yīng)器的不同分為蛋白激酶樣內(nèi)質(zhì)網(wǎng)激酶（PKR like ER kinase，PERK）、1 型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)轉(zhuǎn)膜蛋白激酶（type-1ER transmembrane protein kinase，IRE1）和活化轉(zhuǎn)錄因子6（activating transcription factor 6，ATF6）3 類。在正常生理狀態(tài)下，ER 腔區(qū)域的3 個(gè)跨膜受體蛋白PERK、IRE1 和ATF6 與GRP78/ Bi P 處于結(jié)合狀態(tài)，形成穩(wěn)定復(fù)合物，使它們處于未激活狀態(tài)。當(dāng)細(xì)胞ER 中蛋白質(zhì)折疊紊亂，積累大量未折疊或錯(cuò)誤折疊蛋白時(shí)，RP78/Bi P 作為ER 穩(wěn)態(tài)感受器，與3 種UPR 效應(yīng)器PERK、IRE1 和ATF6 解離，轉(zhuǎn)而結(jié)合新生的未折疊蛋白，而被激活游離的3 種跨膜感受蛋白則激發(fā)UPR 信號級聯(lián)反應(yīng)[8,9]。

近期研究表明，UPR 信號通路參與了白癜風(fēng)的發(fā)病機(jī)制。Spritz[10]發(fā)現(xiàn)編碼XBP1 的基因可調(diào)節(jié)下游UPR 靶標(biāo)的轉(zhuǎn)錄因子，與白癜風(fēng)發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)。Toosi 等[11]通過使用4-叔丁基苯酚和對苯二酚單芐基醚（已知的白癜風(fēng)誘發(fā)劑）建立白癜風(fēng)人體黑素細(xì)胞ERS 模型，結(jié)果顯示黑素細(xì)胞暴露于這些化學(xué)物質(zhì)可以激活UPR 并導(dǎo)致抗氧化反應(yīng)的增強(qiáng)，并監(jiān)測到PERK 及其下游靶標(biāo)ATF4 的表達(dá)增加及EIF2α 磷酸化的增加。此外，在誘導(dǎo)劑給藥后3 h 可檢測到黑素細(xì)胞IRE1 的表達(dá)和磷酸化增加，并伴隨XBP1 的剪接增加。

1.3 ERS相關(guān)蛋白

1.3.1 鈣網(wǎng)織蛋白 鈣網(wǎng)織蛋白（calreticulin，CRT），一種調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Ca2+的無處不在的ER 蛋白，定位于單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等表面，介導(dǎo)抗原提呈，補(bǔ)體活化和凋亡細(xì)胞。對白癜風(fēng)的研究發(fā)現(xiàn)，在氧化應(yīng)激下，CRT 從ER 腔再分布到黑素細(xì)胞表面。然后表面CRT 可以指導(dǎo)ROS 應(yīng)激黑素細(xì)胞接觸樹突狀細(xì)胞（dendritic cells，DCs），然后激活下游免疫反應(yīng)導(dǎo)致凋亡。CRT 的過表達(dá)增加黑素細(xì)胞對DC 誘導(dǎo)的免疫原性細(xì)胞凋亡的易感性[12]。此外，CRT 表達(dá)與白癜風(fēng)持續(xù)時(shí)間和病變面積呈正相關(guān)[13]。CRT 介導(dǎo)的黑素細(xì)胞破壞可以誘導(dǎo)針對在氧化應(yīng)激下的凋亡黑素細(xì)胞的免疫應(yīng)答。

宋璞[14]研究發(fā)現(xiàn)，通過體外構(gòu)建過氧化氫（hydrogen peroxide，H2O2）誘導(dǎo)的黑素細(xì)胞及角質(zhì)形成細(xì)胞氧化應(yīng)激模型，觀察氧化應(yīng)激狀態(tài)下CRT、C1q 受體球狀結(jié)構(gòu)域（receptor for the C1q global domain，gC1qR）及CRT/gC1qR 復(fù)合體在黑素細(xì)胞及角質(zhì)形成細(xì)胞應(yīng)對氧化損傷的作用及分子機(jī)制，得出以下結(jié)論：①證實(shí)CRT 可增強(qiáng)黑素細(xì)胞免疫源性，通過DC 為主的抗原提成作用啟動(dòng)了CD8+T 淋巴細(xì)胞為主的特異性免疫反應(yīng)。②持續(xù)的氧化應(yīng)激誘導(dǎo)黑素細(xì)胞ER 及線粒體應(yīng)激，CRT 膜外聚集，gC1qR進(jìn)入細(xì)胞線粒體內(nèi)蓄積，二者共同促進(jìn)線粒體功能障礙，細(xì)胞凋亡；而在角質(zhì)形成細(xì)胞中，gC1qR 與CRT 形成CRT/gC1qR 復(fù)合體則可阻止gC1qR 線粒體和核轉(zhuǎn)位,促進(jìn)細(xì)胞增殖或遷移。氧化應(yīng)激可影響CRT、gC1qR 蛋白表達(dá)和亞細(xì)胞定位。

1.3.2 硫氧還蛋白結(jié)構(gòu)域蛋白5 硫氧還原蛋白是一類在體內(nèi)廣泛表達(dá)的蛋白，可參與調(diào)控氧化還原反應(yīng)。硫氧還原蛋白結(jié)構(gòu)域5（thioredoxin domaincontaining protein 5，TXNDC5）屬于其家族一員，在ER 中具有蛋白折疊和分子伴侶活性，其表達(dá)失調(diào)與氧化應(yīng)激、細(xì)胞衰老以及關(guān)節(jié)炎、癌癥、糖尿病、白癜風(fēng)等的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，這使得TXNDC5 成為易感生物標(biāo)志物以及潛在的藥理學(xué)靶點(diǎn)[15]。

7 個(gè)多態(tài)性已經(jīng)與非節(jié)段性白癜風(fēng)（nonsegmental vitiligo，NSV）相關(guān)聯(lián)。單核苷酸多態(tài)性（seven single nucleotide polymorphisms，SNPs）代表人類基因組中最常見的遺傳變異。多項(xiàng)研究表明TXNDC5基因中含有大量SNP。與病理有關(guān)的所有SNP 位于DNA 的非編碼區(qū)（內(nèi)含子，5'-UTR 和3'-UTR）。這些區(qū)域在TXNDC5的基因表達(dá)和調(diào)節(jié)起著關(guān)鍵作用。NSV 是一種被認(rèn)為涉及TXNDC5 的多基因疾病[16]。ROS 可能是造成黑素細(xì)胞損傷的原因之一，也是蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊的原因之一。根據(jù)這個(gè)假說，壓力細(xì)胞不會(huì)死亡并且繼續(xù)產(chǎn)生錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)，最終可能導(dǎo)致白癜風(fēng)的發(fā)生[17]。

2 ERS與趨化因子

2.1 趨化因子與白癜風(fēng)

趨化因子于1987 年首次被發(fā)現(xiàn)，是一類小分子蛋白家族，因具有趨化和激活白細(xì)胞的功能而被命名。人體內(nèi)含有約50 種趨化因子，趨化因子通過激活細(xì)胞膜表面7 次跨膜的G 蛋白偶聯(lián)受體發(fā)揮作用，這類受體稱為趨化因子受體[18]。為初步探討白癜風(fēng)與趨化因子相關(guān)性，楊玲玲[19]采用Lummex 技術(shù)檢測160 例白癜風(fēng)患者和40 例健康對照組外周血血清中趨化因子含量，分析各種趨化因子與白癜風(fēng)關(guān)系，結(jié)果顯示，進(jìn)展期患者血清C-X-C 型趨化因子7（C-X-C motifchemokines 7，CXCL7）、CXCL8、CXCL11、C-C 型趨化因子2（C-C motif chemokine 2，CCL2）、CCL4、CCL5、CCL22 水平較穩(wěn)定期患者明顯升高；尋常性白癜風(fēng)患者血清CXCL8、CCL3水平較節(jié)段型顯著升高，血清CCL3 水平與白斑總面積呈顯著相關(guān)性；血清CXCL10 水平與年齡呈正相關(guān)。故趨化因子CXCL6、CXCL7、CXCL8、CXCL10、CXCL11、CCL2、CCL3、CCL4、CCL5、CCL20、CCL22 在白癜風(fēng)發(fā)生發(fā)展中起重要作用。

有研究發(fā)現(xiàn)病灶活動(dòng)邊界吸皰液中的CXCL9濃度是進(jìn)展期白癜風(fēng)的良好生物標(biāo)志物，其敏感性為100%，特異性為93%。免疫組化研究也證實(shí)，CXCL9 在白癜風(fēng)皮膚中的表達(dá)與疾病狀態(tài)明顯相關(guān)。同樣，與穩(wěn)定期的患者相比，進(jìn)展期白癜風(fēng)患者的皮損中CXCL10 mRNA 增加[20]。

相關(guān)研究提示，CXCL10 已成為白癜風(fēng)的一種活性標(biāo)志。CXCL10 是一種在干擾素（IFN）-γ 作用下產(chǎn)生的趨化因子，與其存在于誘導(dǎo)T 淋巴細(xì)胞歸巢的淋巴細(xì)胞上的受體CXCR-3 結(jié)合，導(dǎo)致其吸引IFN-γ 產(chǎn)生病變和持續(xù)正循環(huán)。Abdallah 等[21]通過多中心臨床實(shí)驗(yàn)，以免疫組化和血清學(xué)研究55 例NSV患者及對照組，結(jié)果與發(fā)現(xiàn)所有NSV 患者血清白細(xì)胞介素（IL）-6，CXCL-10 和IL-17 水平較對照組明顯升高，且活動(dòng)期和穩(wěn)定期NSV 患者血清IFN-γ，IL-6，CXCL-10 和IL-17 水平顯著升高。

CXCL16 在角質(zhì)形成細(xì)胞中組成型表達(dá)，最近發(fā)現(xiàn)可介導(dǎo)人皮膚中CD8+T 淋巴細(xì)胞的歸巢。Li 等[22]在暴露于H2O2的角質(zhì)形成細(xì)胞中檢測產(chǎn)生的趨化因子，并監(jiān)測CXCL16-CXCR6 介導(dǎo)白癜風(fēng)患者CD8+T 淋巴細(xì)胞的趨化性遷移。結(jié)果顯示CXCL16 表達(dá)增加，與白癜風(fēng)患者血清和病變氧化應(yīng)激水平呈正相關(guān)。角質(zhì)形成細(xì)胞內(nèi)可觀察誘導(dǎo)的CXCR6+CD8+T淋巴細(xì)胞的遷移。CXCR6+CD8+T 淋巴細(xì)胞浸潤的白癜風(fēng)患者皮損中黑素細(xì)胞明顯減少。由此可以得出，CXCL16-CXCR6 在白癜風(fēng)患者的氧化應(yīng)激下介導(dǎo)CD8+T 淋巴細(xì)胞運(yùn)輸。

2.2 氧化應(yīng)激與趨化因子

在白癜風(fēng)患者的表皮中發(fā)現(xiàn)ROS 水平增加，ROS 可以導(dǎo)致抗氧化系統(tǒng)、黑素合成相關(guān)蛋白和黑素細(xì)胞膜脂質(zhì)的各種改變，導(dǎo)致體內(nèi)平衡紊亂和細(xì)胞生存障礙。此外，應(yīng)激的黑素細(xì)胞發(fā)生凋亡，還可以分泌含有黑素細(xì)胞特異性抗原和免疫刺激信號的外來體，啟動(dòng)對黑素細(xì)胞的自身免疫反應(yīng)，從而導(dǎo)致疾病進(jìn)展。除黑素細(xì)胞外，角質(zhì)形成細(xì)胞還可以被表皮中的氧化應(yīng)激所擊中。van den Boorn 等[23]通過建立皮膚外植體模型研究提示，白癜風(fēng)患者CD8+T 淋巴細(xì)胞可浸潤自體正常皮膚外植體并殺死黑素細(xì)胞，表明CD8+T 淋巴細(xì)胞參與疾病進(jìn)展。然而，在ERS過程中，CD8+T 淋巴細(xì)胞是如何遷移到白癜風(fēng)患者的病變中的還未完全清楚。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)幾種趨化因子是導(dǎo)致CD8+T 淋巴細(xì)胞皮損內(nèi)轉(zhuǎn)移的原因。轉(zhuǎn)基因小鼠白癜風(fēng)模型的研究表明，CD8+T 淋巴細(xì)胞在皮膚的積累主要取決于CXCR3，IFN-γ-CXCL10-CXCR3 軸對表皮色素脫失的進(jìn)展和維持起著關(guān)鍵效應(yīng)。最近，一個(gè)新的趨化因子對CXCL16-CXCR6 的相互作用已經(jīng)被報(bào)道認(rèn)為介導(dǎo)人皮膚中CD8+T 淋巴細(xì)胞的歸巢。Li 等[22]為確定白癜風(fēng)組織中趨化因子產(chǎn)生是否是由ERS 引起的，故平行檢測了H2O2水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在所有分析的趨化因子中，CXCL16 和CXCL10 表達(dá)與H2O2的累積呈正相關(guān)。

2.3 信號通路PERK-eIF2α與趨化因子

為了深入了解PERK -eIF2α 途徑介導(dǎo)的CXCL16表達(dá)的機(jī)制，研究者在JASPAR 數(shù)據(jù)庫中篩選了候選轉(zhuǎn)錄因子，發(fā)現(xiàn)CXCL16 啟動(dòng)子的-2000 至+1 區(qū)域具有預(yù)測轉(zhuǎn)錄因子NF-κBp65（為一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族的其中1 個(gè)亞單位）的結(jié)合位點(diǎn)。這是在ER 應(yīng)激下由PERK介導(dǎo)的eIF2α磷酸化所激活的靶向因子。與此相同條件下，H2O2誘導(dǎo)的NF-κBp65 磷酸化可被HaCaT 細(xì)胞中的PERK 或eIF2α 的敲除所抑制。此外，敲除NF-κBp65 減弱了H2O2誘導(dǎo)的CXCL16蛋白表達(dá)。染色質(zhì)免疫沉淀分析證實(shí)CXCL16 啟動(dòng)子的-149 至-388 片段是NF-κBp65 的結(jié)合位點(diǎn)。這些數(shù)據(jù)表明，UPR 的PERK-eIF2α 臂激活NF-κBp65參與人角質(zhì)形成細(xì)胞中H2O2誘導(dǎo)的CXCL16 產(chǎn)生。

2.4 信號通路IRE1α-XBP1與趨化因子

除PERK 外，IRE1α-XBP1 是UPR 的另一個(gè)重要途徑。UPR 的IRE1α-XBP1 分支的激活也在應(yīng)激角質(zhì)形成細(xì)胞中的CXCL16 表達(dá)中起重要作用。最新實(shí)驗(yàn)檢測了IRE1α-XBP1 在人角質(zhì)形成細(xì)胞中通過ROS 誘導(dǎo)CXCL16 的參與反應(yīng)。在H2O2處理6 h 后IRE1α 的磷酸化顯著增加，伴隨著XBP1 剪接的增加。免疫熒光顯示經(jīng)H2O2處理的HaCaT 細(xì)胞中磷酸化的IRE1α的核分?jǐn)?shù)和剪接的XBP1 增高，并且發(fā)現(xiàn)磷酸化的IRE1α 信號的比率（核/細(xì)胞質(zhì)）增加，表明在白癜風(fēng)患者中磷酸化的IRE1α 易出現(xiàn)位置更高的核易位。

3 結(jié)語

大量研究已經(jīng)確定氧化應(yīng)激是自身免疫啟動(dòng)的關(guān)鍵因素。白癜風(fēng)是一種自身免疫性疾病，綜上所述，ERS 及趨化因子在白癜風(fēng)發(fā)病過程中發(fā)揮著重要的作用，越來越多的證據(jù)表明二者相互作用，協(xié)同形成相關(guān)作用信號，參與黑素細(xì)胞破壞。受損的角質(zhì)形成細(xì)胞對氧化應(yīng)激反應(yīng)的CXCL16 表達(dá)增加在白癜風(fēng)患者的CD8+T 淋巴細(xì)胞皮膚遷移中起關(guān)鍵作用。因此，針對UPR-CXCL16-CXCR6 軸可能為白癜風(fēng)的治療開辟新的方向。由ROS 誘導(dǎo)的角質(zhì)形成細(xì)胞中的CXCL16表達(dá)至少部分通過2 種UPR 途徑發(fā)生：PERK-eIF2α和IRE1α-XBP1。阻 斷CXCL16-CXCR6 相互作用減輕CD8+T 淋巴細(xì)胞遷移，表明靶向ROS-CXCL16-CXCR6 軸可能是白癜風(fēng)的有效治療選擇。