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        腺苷A2受體在特發(fā)性肺纖維化中的作用機制

        2021-11-29 06:52:08趙夢雅陳蕾蕾
        長春中醫(yī)藥大學學報 2021年5期
        關鍵詞:肺纖維化

        趙夢雅,黃 高,劉 楊,陳蕾蕾

        (貴州中醫(yī)藥大學,貴陽 550025)

        特發(fā)性肺纖維化(IPF)是一種以逐漸加重的呼吸困難和肺功能不可逆下降為特征的慢性、進行性肺間質疾病。此病在發(fā)展過程中受炎癥反應、肺損傷、免疫反應和纖維生成等要素的綜合影響,共同導致機體出現肺泡損傷、成纖維細胞增殖以及細胞外基質(ECM)大量沉積等病理表現[1]。我國目前IPF患病人數呈逐年增加的趨勢,且預后不良[2]。相關統(tǒng)計得出,IPF發(fā)病率與年齡增長成正相關,且生存率低、發(fā)病率高,其具體發(fā)病機制尚未達成共識[3-4],但有足夠的證據表明其與炎癥反應有關[5]。

        腺苷(ADO)是一種內源性嘌呤核苷,在受傷或壓力條件下釋放并代謝于細胞外的產物。生理狀態(tài)下的腺苷濃度較低,一但處于缺血缺氧組織或是炎癥反應中,其濃度瞬間倍增,可提高至原狀態(tài)下的100倍[6]。腺苷作為炎癥介質,參與了多種炎癥反應,被定義為細胞和器官的“危險信號”[7],其對生物的影響,可通過與周圍細胞的膜表面上的特異性結構(腺苷受體)結合從而發(fā)揮生物學活性。經研究[8-9]表明,腺苷受體家族共包括四種亞型,分別為 ADORA1、ADORA2A、ADORA2B和 ADORA3(即A1、A2A、A2B、A3),在人體組織中分布廣泛。四種腺苷受體在不同環(huán)境中的表達和功能是不同的,本研究主要探討對象為腺苷A2受體(ADORA2),其對腺苷酸環(huán)化酶(adenylate cyclase,AC)起激動作用,在IPF發(fā)展過程中起重要作用。

        激活ADORA2介導的P38MAPK信號轉導通路是肺泡巨噬細胞分泌IL-6的前提,肺泡巨噬細胞分泌的IL-6是導致IPF發(fā)病的主要原因,基于此,本研究擬簡析腺苷A2受體在IPF的發(fā)病機制。

        1 激活ADORA2介導的P38MAPK信號轉導通路是肺泡巨噬細胞分泌IL-6的前提

        根據腺苷A2受體與腺苷親和力不同,分為高親和力的A2A及低親和力的A2B受體[10]。兩種受體結構相似,功能相反。腺苷A2A受體在家族中分布更為廣泛,功能更為強大,在心、肺等組織以及中性粒細胞、單核巨噬細胞、內皮細胞和成纖維細胞等中均呈高水平表達[11],主要介導著炎癥反應。研究[12]表明A2A受體可被腺苷及腺苷類似物選擇性的激活,通過活化腺苷酸環(huán)化酶(AC),提高cAMP的濃度,抑制肺組織中的中性粒細胞發(fā)生趨化,減少對內皮細胞的黏附以及與單核細胞的脫顆粒,具有抗炎作用。Folkesson等[13]證實,A2A受體激動劑GW328267C,可使肺損傷大鼠的肺功能得到明顯改善,在調節(jié)過程中起到增強肺部液體運輸的作用,以此表明激活腺苷A2A受體,可使肺泡液清除率(AFC)得到上升。曲楠[14]研究發(fā)現腺苷A2a受體激動劑通過抑P38MAPK活性,直接或間接影響多種轉錄因子的活性,減少炎癥因子的釋放,保護冠狀動脈微栓塞所致心肌損傷。

        腺苷A2B受體與A2A受體結構相似,但其功能卻完全不同,甚至相反。A2B受體在內皮細胞、成纖維細胞等均能發(fā)現。由于在正常生理條件下機體內腺苷濃度較低,因而無法激活腺苷A2B受體,但在機體受到病理損傷時便可使A2B受體達到激活狀態(tài),表現為致炎受體,促進了炎癥反應[15]。激活后的腺苷A2B受體可與胞內Gs蛋白偶聯,從而激活腺苷酸環(huán)化酶AC,使胞內cAMP水平升高,進一步激活PKA信號通路,導致cAMP反應元件結合蛋白(CREB)磷酸化。腺苷A2B受體亦可激活絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinases,MAPK)信號通路,具有誘導肺部成纖維細胞分化為成肌纖維細胞的能力,在肺部炎癥組織中表達明顯上調,提示以腺苷A2B受體作為靶點治療肺臟疾病具有一定優(yōu)勢[16]。

        研究[17]發(fā)現,蛋白激酶MAPKAPK-2(MK2)是調控炎癥反應的關鍵分子,能調控TNF-α和IL-6的轉錄水平,在調控細胞因子產生、轉錄因子活化及炎癥受體表達等方面也均有參與。P38絲裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen activated rotein kinases,P38MAPK)是MK2的上游蛋白激酶,由Brewster JL等發(fā)現[18]。多種炎癥因子和生長因子及應激反應可使P38MAPK的酪氨酸和蘇氨酸雙磷酸化,從而激活P38MAPK。激活的P38MAPK可激活細胞中的轉錄因子ATF2、ELK-1、CHOP等,它們中許多都參與 IL-6、TNF-α,TGF-β1 等炎癥因子的表達[19]。P38MAPK作為MAPK四大通路之一,可與IL-6、TNF-α,TGF-β1等相互作用,最終導致磷酸化激活并上調[20]。研究發(fā)現,通過抑制P38MAPK的活化可減輕 LPS 誘導的炎癥反應及促炎細胞因子的表達,表現為 TNF-α、IL-1β 和 IL-6 的表達降低[21]。TNF-α能直接或間接通過受體,刺激IPF中胞外基質沉積,并上調纖維化標志物I型膠原和a-SMA的表達,故TNF-α在IPF中起關鍵作用[22]。在IPF形成過程中,TGF-β被認為是致纖維化的關鍵性細胞因子,其可通過促進成纖維細胞向肌成纖維細胞分化,產生過多的ECM,在肺纖維化的發(fā)病機制中起著中心作用[23]。故可通過作用于ADORA2介導的P38MAPK信號轉導通路調控炎癥細胞因子分泌,起到控制IPF發(fā)展的作用。

        2 肺泡巨噬細胞分泌的IL-6是導致IPF發(fā)病的主要原因

        IPF發(fā)生的主要病理特點是早期以下呼吸道急性炎癥反應為主,表現為大量炎癥細胞浸潤,肺泡巨噬細胞(AM)活化、釋放炎性介質導致毛細血管內皮細胞(AEC)和肺泡上皮細胞損傷,大量成纖維細胞和肌成纖維細胞病理性増生轉型、増殖,后期細胞外基質(ECM)成分在肺泡和間質內沉積,纖維組織過度修復造成肺損傷,最終導致肺纖維化,其中免疫與炎癥反應貫穿始終,故AM的激活,并釋放炎性介質是導致IPF發(fā)病的重要原因[24]。

        肺泡巨噬細胞(AM)存在于肺泡內,當肺組織受到致病微生物侵襲或者損傷時,AM被激活并釋放大量炎性介質,如TNF-α、IL-6等,進一步觸發(fā)炎癥反應的發(fā)生,從而建立肺部炎癥微環(huán)境[25]。此時,肺泡巨噬細胞會啟動強烈的促炎反應以維持組織穩(wěn)態(tài),但過度的炎性反應往往會加重組織損傷,從而誘發(fā)各種肺部疾病,包括急性肺損傷、慢性阻塞性肺病、支氣管哮喘、肺纖維化等[26]。

        IL-6主要來源于單核細胞、吞噬細胞,是促炎因子。Thanh-Thuy T等[27]發(fā)現肺巨噬細胞產生IL-6,其在體內可導致小鼠的肺纖維化,增加肺中的肌成纖維細胞、纖維連接蛋白和膠原含量。同時,在細胞實驗中IL-6能激活成纖維細胞的增殖和細胞外基質蛋白的產生,這種作用與肺纖維化的進展有關。Kemly Philip等[28]研究發(fā)現,腺苷A2B受體選擇性活化肺泡巨噬細胞參與調節(jié)腺苷在IPF中的作用,使用腺苷A2B受體拮抗劑可以顯著減少IL-6的釋放,從而減慢IPF進程。

        3 小結

        目前IPF治療的思路主要有三種[29],包括干預生長因子及其受體或下游信號傳導、破壞膠原及其它細胞外基質成分合成[30]以及誘導成纖維細胞凋亡[31]。腺苷是ATP分解代謝的產物,激活腺苷A2A受體可起到抑制炎癥反應的作用,可避免組織進一步損傷,因而推測對于腺苷A2A受體的深入研究仍可作為治療IPF最有發(fā)展前景的方向之一。此外,需明確腺苷A2A受體的過度激活可能導致機體的免疫保護作用受限,導致肺損傷情況加重?;诖耍佘誂2A受體的作用機制仍需探索完善,課題組后續(xù)也將結合分子生物學設計相關動物及細胞實驗,進一步明確腺苷A2A受體在IPF發(fā)病過程的作用機制。

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