李朝輝，孫忠義，張峻瑋，聶偉志

(山東省文登整骨醫(yī)院，山東 威海 264400)

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種由自身免疫介導(dǎo)的慢性關(guān)節(jié)炎性疾病，隨著病情進(jìn)展可出現(xiàn)關(guān)節(jié)軟骨和軟骨下骨質(zhì)破壞，病情嚴(yán)重可導(dǎo)致患者殘疾甚至死亡[1]。RA的發(fā)生可能與環(huán)境、生活方式和遺傳等因素有關(guān)，但其具體發(fā)生機制目前尚未完全明確[2]。機體自身免疫調(diào)節(jié)失衡可引起炎癥細(xì)胞浸潤，造成局部炎癥細(xì)胞密度增加，最終可在滑膜成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的相互作用下導(dǎo)致炎癥發(fā)生[3-4]。表觀遺傳修飾(包括DNA、蛋白質(zhì)等的修飾)進(jìn)程異常，也與RA的發(fā)生發(fā)展有關(guān)[5]。如Fas蛋白質(zhì)家族泛素化修飾后，可誘導(dǎo)與RA有關(guān)的滑膜成纖維細(xì)胞凋亡[6]。泛素-蛋白酶體系統(tǒng)是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解的主要途徑，其涉及多種細(xì)胞周期進(jìn)程，與免疫調(diào)節(jié)失衡、炎癥細(xì)胞浸潤等密切相關(guān)，對RA的發(fā)生發(fā)展有重要影響[7]。探索RA的潛在致病因素對全面認(rèn)識和治療RA至關(guān)重要。本文對泛素-蛋白酶體系統(tǒng)在RA研究中的應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期為RA的治療提供參考。

1 泛素-蛋白酶體系統(tǒng)概述

泛素是一種由76個氨基酸組成的多肽，廣泛存在于真核細(xì)胞中，主要功能是修飾蛋白酶體降解過程中的靶蛋白[8]。泛素-蛋白酶體系統(tǒng)主要通過降解蛋白質(zhì)、激活核因子(nuclear factor，NF)及相關(guān)酶等發(fā)揮維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定等作用。泛素-蛋白酶體系統(tǒng)包含的26S蛋白酶體由19S調(diào)節(jié)復(fù)合物和20S核心復(fù)合物組成，后者主要包括3個β亞基(負(fù)責(zé)催化亞基活性)，即β5(又稱蛋白酶體亞基β-5，具有糜蛋白酶樣活性)、β1(又稱蛋白酶體亞基β-6，具有半胱天冬酶樣活性)和β2(又稱蛋白酶體亞基β-7，具有胰蛋白酶樣活性)。泛素可通過其C末端甘氨酸與蛋白質(zhì)內(nèi)賴氨酸殘基的α-氨基形成1個肽鍵，進(jìn)而募集其他酶類相結(jié)合形成酶復(fù)合物，這種酶復(fù)合物主要包括泛素激活酶類、泛素綴合酶類和泛素蛋白連接酶類[9]。泛素通常由第48位賴氨酸殘基形成的多聚泛素鏈介導(dǎo)完成泛素化修飾，之后被26S蛋白酶體復(fù)合物識別并降解，這種通過蛋白酶體復(fù)合物降解蛋白質(zhì)的途徑即泛素-蛋白酶體途徑[10-11]。

2 泛素-蛋白酶體系統(tǒng)在RA發(fā)生發(fā)展中的作用

雖然目前有多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)泛素-蛋白酶體系統(tǒng)與多種疾病有關(guān)，但有關(guān)泛素-蛋白酶體系統(tǒng)在RA疾病進(jìn)程中作用的研究卻較為少見。Yamasaki等[12]研究發(fā)現(xiàn)，小鼠的滑膜蛋白過度表達(dá)可導(dǎo)致未折疊蛋白經(jīng)泛素-蛋白酶體途徑降解，從而使滑膜細(xì)胞過度生長，最終導(dǎo)致RA病情加重。Wang等[13]研究發(fā)現(xiàn)，肥大細(xì)胞上的多巴胺受體3可通過mTOR/AKT/AMPK-LC3-泛素-TLR4信號通路緩解RA小鼠的炎癥癥狀，認(rèn)為泛素-蛋白酶體系統(tǒng)在該通路中具有重要作用。Guo等[14]研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子(tumor necrosis factor receptor associated factor，TRAF)-6可降低膠原誘導(dǎo)的RA大鼠滑膜組織中基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)水平，認(rèn)為TRAF-6可作為E3泛素連接酶，通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)介導(dǎo)靶蛋白的降解并抑制下游信號通路的激活。

3 泛素-蛋白酶體系統(tǒng)與RA相關(guān)的信號通路

目前尚無大量直接證據(jù)證明泛素-蛋白酶體系統(tǒng)在RA的疾病進(jìn)程中發(fā)揮作用，但可通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)與RA相關(guān)的信號通路推測泛素-蛋白酶體系統(tǒng)在RA疾病進(jìn)程中的作用。泛素-蛋白酶體系統(tǒng)介導(dǎo)的與RA相關(guān)的信號通路主要包括氧化應(yīng)激(oxidative stress，OS)信號通路、腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α信號通路、主要組織相容性復(fù)合物(major histocompatibility complex，MHC)信號通路和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)信號通路。

3.1 OS信號通路由于OS可破壞碳水化合物、脂質(zhì)、DNA和蛋白質(zhì)等的結(jié)構(gòu)，機體存在多種自我防御機制抵抗OS造成的損傷[15]。氧化劑和活性氧(reactive oxygen species，ROS)是OS的關(guān)鍵介質(zhì)，其中ROS可以通過影響酶表達(dá)、中性粒細(xì)胞脫顆粒等損壞骨和軟骨組織[16-17]。正常情況下，泛素-蛋白酶體系統(tǒng)具有抗氧化作用；但在某些條件下，ROS的介質(zhì)如脂質(zhì)過氧化代謝產(chǎn)物會損傷蛋白酶體，導(dǎo)致OS加重[18]。此外，泛素化底物的增加也可能導(dǎo)致OS加重[19]。Balogh等[20-21]研究發(fā)現(xiàn)，OS信號通路在RA發(fā)展中的作用主要涉及血管生成、滑膜增生和炎癥浸潤3個方面。Zhao等[22]研究發(fā)現(xiàn)，與OS有關(guān)的嗜中性粒細(xì)胞胞質(zhì)因子1編碼區(qū)的多態(tài)性與RA的遺傳易感性有關(guān)。Lin等[23]研究發(fā)現(xiàn)，ROS可以通過調(diào)節(jié)Th1/Th2和Th17/Treg的平衡影響煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶2缺陷RA小鼠的病情進(jìn)展。ROS引起的免疫細(xì)胞代謝紊亂、分化異常及炎癥介質(zhì)釋放也是引發(fā)RA的重要因素[24]。Wang等[25]研究發(fā)現(xiàn)，泛素連接酶cullin3可通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)促進(jìn)NF-E2相關(guān)因子2降解，從而引起ROS增加，使大鼠成纖維細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞增殖，最終加劇RA病情。

3.2 TNF-α信號通路RA的發(fā)生機制與炎癥細(xì)胞因子水平等有關(guān)，如白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-1和TNF-α等炎癥細(xì)胞因子在RA患者的滑液、滑膜和血清中均有異常高表達(dá)。IL-1和TNF-α引起的軟骨破壞主要由活化的成纖維細(xì)胞介導(dǎo)[26]。TNF-α負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、細(xì)胞生長、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞分化和凋亡等，這些主要由腫瘤壞死因子受體(tumor necrosis factor receptor，TNFR)-1和TNFR-2介導(dǎo)，而TNF-α則通過啟動炎癥細(xì)胞因子級聯(lián)反應(yīng)造成軟骨破壞[27]。Behl等[28]研究發(fā)現(xiàn)，在RA患者中，TNF-α主要由CD68+巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，生成的TNF-α反過來激活巨噬細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞，最終導(dǎo)致細(xì)胞粘附分子、IL-1、IL-6、IL-10、IL-8、前列腺素E2、膠原酶、Ⅱ型和Ⅲ型膠原，以及粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子的生成增加。TNF-α和受體相互作用蛋白激酶1可以激活NF-κB，NF-κB及其受體活化因子屬于TNFR家族，存在于破骨細(xì)胞中，而破骨細(xì)胞主要通過NF-κB受體活化因子配體(receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL)和破骨細(xì)胞分化因子實現(xiàn)活化和分化，其中破骨細(xì)胞分化因子是影響RA患者骨損傷程度的重要因素[29]。NF-κB的異常表達(dá)會導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎癥的發(fā)生[30]。TRAF相互作用蛋白可通過抑制NF-κB信號通路的激活減少炎癥細(xì)胞因子和MMP的產(chǎn)生，并且還能與轉(zhuǎn)化生長因子β激活激酶(transforming growth factor beta activated kinase，TAK)-1相互作用，促進(jìn)TAK-1泛素化降解，從而抑制RA成纖維樣滑膜細(xì)胞(fibroblast-like synoviocytes，F(xiàn)LS)增殖，延緩病情進(jìn)展[14]。泛素特異性蛋白酶(ubiquitin-specific protease，USP)-5可與TRAF-6相互作用，防止TRAF-6被泛素-蛋白酶體系統(tǒng)降解，從而激活NF-κB信號通路，加速RA疾病進(jìn)程[31]。E3泛素連接酶鋅指蛋白3可通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)調(diào)控Wnt和NF-κB信號通路，加重RA病情[32]。

3.3 MHC信號通路真核細(xì)胞中多數(shù)蛋白質(zhì)通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)降解，泛素-蛋白酶體系統(tǒng)功能異?？蓪?dǎo)致自身免疫性疾病和神經(jīng)退行性疾病。泛素-蛋白酶體系統(tǒng)可參與MHC-I類抗原呈遞，并通過抗原呈遞細(xì)胞發(fā)揮作用。Trentini等[33]研究發(fā)現(xiàn)，MHC-I分子上的多肽可通過泛素-蛋白酶體系統(tǒng)產(chǎn)生，認(rèn)為泛素-蛋白酶體系統(tǒng)對多肽的產(chǎn)生及MHC-I類分子的呈遞有一定作用。Wei等[34]研究發(fā)現(xiàn)，低分子量多肽(low molecular weight protein，LMP)-2和LMP-7是在MHC復(fù)合體中的蛋白酶體亞基，這些亞基的誘導(dǎo)劑是干擾素-γ，而干擾素-γ可通過增高機體ROS水平造成DNA和細(xì)胞損傷。Scherer等[35]研究發(fā)現(xiàn)，泛素-蛋白酶體系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)MHC抗原呈遞影響免疫細(xì)胞功能，可能會加速RA疾病進(jìn)程。

3.4 MAPK信號通路MAPK信號通路由c-Jun氨基末端激酶/應(yīng)激活化蛋白激酶、p38 MAPK、細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶組成，可調(diào)控多種細(xì)胞功能，對RA的發(fā)生發(fā)展有重要影響[36-37]。Li等[38]研究發(fā)現(xiàn)，MAPK可導(dǎo)致RA患者IL-1、IL-6和TNF-α濃度升高，同時促使滑膜血管生成。Zhu等[39]研究發(fā)現(xiàn)，泛素化修飾對MAPK信號傳導(dǎo)，尤其是c-Jun氨基末端激酶信號傳導(dǎo)有重要作用。TAK-1可通過NF-κB、c-Jun氨基末端激酶通路起到促進(jìn)骨和軟骨破壞的作用，還可通過激活c-Jun氨基末端激酶通路導(dǎo)致滑膜成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞形成。Tarantino等[40]研究發(fā)現(xiàn)，泛素化修飾可通過抑制TAK-1磷酸化延緩關(guān)節(jié)炎進(jìn)程。雖然有關(guān)泛素-蛋白酶體系統(tǒng)在RA疾病進(jìn)程中作用的研究較為少見，但是從泛素-蛋白酶體系統(tǒng)和RA共同涉及的信號通路中可以推測出泛素-蛋白酶體系統(tǒng)可能會通過相關(guān)信號通路影響RA的疾病進(jìn)程，這為RA的藥物治療提供了新的方向。

4 泛素-蛋白酶體抑制劑在RA治療中的應(yīng)用

泛素-蛋白酶體系統(tǒng)可通過多條與RA相互關(guān)聯(lián)的信號通路影響RA的疾病進(jìn)程，并且在不同信號通路中所發(fā)揮的作用也不同。蛋白酶體抑制劑是一種抑制蛋白酶體功能或蛋白水解反應(yīng)的化合物，其主要通過與蛋白酶體的活性部位相結(jié)合發(fā)揮抑制蛋白酶體活性的作用[41]。此外，蛋白酶體抑制劑還可以維持抗凋亡蛋白和促凋亡蛋白之間的平衡[42]。Swarnkar等[43]研究發(fā)現(xiàn)，蛋白酶體抑制劑可通過抑制TAK-1、TRAF-6信號通路增強惡性腫瘤細(xì)胞對化療的敏感性。蛋白酶體抑制劑還可以抑制炎癥細(xì)胞因子、細(xì)胞粘附分子和酶的表達(dá)，因此被認(rèn)為是一種抗炎藥物[44]。

目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種天然存在以及人工合成的泛素-蛋白酶體抑制劑，這些抑制劑可以通過靶向蛋白酶的水解位點發(fā)揮作用[45]。目前臨床常用的泛素-蛋白酶體抑制劑為硼替佐米，該藥主要通過調(diào)控泛素-蛋白酶體系統(tǒng)來抑制蛋白質(zhì)的降解，多用于治療復(fù)發(fā)性多發(fā)性骨髓瘤和小細(xì)胞淋巴瘤[46]。Morin等[47]研究發(fā)現(xiàn)，硼替佐米可以通過調(diào)控26S蛋白酶體抑制細(xì)胞增殖，可用于治療惡性腫瘤和關(guān)節(jié)炎。Udalova等[48]研究發(fā)現(xiàn)，泛素-蛋白酶體系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞功能下調(diào)一氧化氮水平，進(jìn)而抑制炎癥因子釋放。Ahmed等[49]研究發(fā)現(xiàn)，蛋白酶體抑制劑MG132可減輕佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠的關(guān)節(jié)炎癥狀。Miagkov等[50]研究發(fā)現(xiàn)，蛋白酶體抑制劑MG132可降低鏈球菌細(xì)胞壁誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎大鼠的滑膜細(xì)胞凋亡比例。Roodman等[51]研究發(fā)現(xiàn)，蛋白酶體抑制劑可促進(jìn)小鼠的成骨細(xì)胞分化和骨形成。在慢性炎癥性疾病的發(fā)展過程中，破骨細(xì)胞可通過過度激活NF-κB加速骨丟失[52]。NF-κB信號通路是RA的主要炎癥通路之一，而蛋白酶體抑制劑MG132可通過抑制NF-κB信號通路發(fā)揮對RA的治療作用[53]。

除了上述泛素-蛋白酶體抑制劑外，一些靶向泛素連接酶的抑制劑也對RA有治療作用。Yagishita等[54]研究發(fā)現(xiàn)，滑膜蛋白自身泛素化活性抑制劑可通過E3泛素連接酶抑制RA小鼠的滑膜細(xì)胞增殖，從而減輕RA癥狀。Yang等[55]研究發(fā)現(xiàn)，桑色素作為USP-7抑制劑可限制FLS遷移，從而減輕關(guān)節(jié)炎癥狀。Wang等[56]研究發(fā)現(xiàn)，沙魯布林可通過調(diào)控泛素-蛋白酶體系統(tǒng)促進(jìn)P65蛋白降解，進(jìn)而抑制RANKL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞生成，最終減輕膠原誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎小鼠的關(guān)節(jié)炎癥狀。

5 小 結(jié)

泛素-蛋白酶體系統(tǒng)是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解的主要途徑，該系統(tǒng)可通過TNF-α、MAPK等信號通路影響RA的疾病進(jìn)程。泛素-蛋白酶體系統(tǒng)功能異常可導(dǎo)致OS增強、炎癥反應(yīng)加劇，從而導(dǎo)致RA等疾病的發(fā)生發(fā)展。目前治療RA的常用藥物包括非甾類消炎藥、糖皮質(zhì)激素及改善病情的抗風(fēng)濕藥，而蛋白酶體抑制劑則可能是RA的潛在治療藥物。泛素-蛋白酶體抑制劑可以通過抑制OS和炎癥反應(yīng)緩解RA病情。未來需要進(jìn)行高質(zhì)量的基礎(chǔ)和臨床研究來進(jìn)一步觀察泛素-蛋白酶體抑制劑對RA的治療作用，從而為RA的靶向治療提供參考。