活化細(xì)胞因子研究進(jìn)展

活化細(xì)胞因子研究進(jìn)展

0細(xì)胞因子及其他基因nft是具有多向調(diào)節(jié)功能的轉(zhuǎn)移因素，如調(diào)整t細(xì)胞的激活、分離和自身耐藥性。NFAF在多種免疫細(xì)胞均有表達(dá),如T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞、肥大細(xì)胞、單核細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞等,在機(jī)體免疫應(yīng)答中誘導(dǎo)細(xì)胞因子及其他基因的轉(zhuǎn)錄。多項(xiàng)研究表明,支氣管哮喘、阿爾茨海默病、炎癥性腸病、糖尿病、骨質(zhì)疏松、骨關(guān)節(jié)炎、心肌炎等多種急慢性疾病的發(fā)生都與NFAT的活化相關(guān),因而日益受到重視。現(xiàn)將近年來NFAT在臨床疾病中的研究進(jìn)展作一綜述。1atc3的蛋白表達(dá)NFAT最初發(fā)現(xiàn)于活化的T細(xì)胞中,是結(jié)合在IL-2啟動(dòng)子上轉(zhuǎn)錄因子,在免疫應(yīng)答過程起誘導(dǎo)基因轉(zhuǎn)錄的作用。NFAT家族有5個(gè)成員,即NFAT1~5。NFAT1又稱NFATp或NFATc2,NFAT2又稱NFATc或NFATc1,NFAT3又稱NFATc4,NFAT4又稱NFATx或NFATc3。NFAT3是該家族中唯一在免疫細(xì)胞中無表達(dá)者,NFAT5是該家族中唯一不受鈣信號(hào)調(diào)控者。在NFAT蛋白中,有2個(gè)相鄰的非常保守的區(qū)域即NFAT同源區(qū)(NFAThomologyregion,NHR)和DNA結(jié)合區(qū)(DNA-bindingdomain,DBD)。前者含有約300個(gè)氨基酸殘基,后者含有約270個(gè)氨基酸殘基。NHR和DBD夾在2條多肽鏈2端多變的轉(zhuǎn)錄活化區(qū)之間。DBD位于約400位至700位氨基酸殘基之間,在NFAT家族中具有高度保守性,并與Rel家族蛋白如NF-κB的Rel同源區(qū)(Relhomologyregion,RHR)有相似的氨基酸序列。NHR位于DBD的氨基端,是能與鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶(calcineurin,CaN)結(jié)合并由其激活的調(diào)節(jié)區(qū)。CaN激活NHR使其脫磷酸,并在CaN調(diào)控下使NFAT向細(xì)胞核內(nèi)易位。NFAT蛋白分子上NHR和DBD以外的區(qū)域保守性很低,其氨基端和羧基端都含有轉(zhuǎn)錄活化區(qū)。2子或增強(qiáng)子上的nfatNFAT轉(zhuǎn)錄因子家族可調(diào)控早期炎癥反應(yīng)中細(xì)胞因子基因的表達(dá)。在免疫細(xì)胞內(nèi),NFAT可直接誘導(dǎo)趨化因子的轉(zhuǎn)錄。許多炎性細(xì)胞因子的啟動(dòng)子或增強(qiáng)子上都發(fā)現(xiàn)有NFAT的結(jié)合位點(diǎn),如IL-2、IL-4、IL-5、IL-13、IFN-γ、TNF-α等。NFAT在多種急慢性疾病的發(fā)生中起重要作用,其可能機(jī)制為:①NFAT與鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶(calcineurin,CaN)結(jié)合后,去磷酸化而轉(zhuǎn)入細(xì)胞核內(nèi),參與T細(xì)胞的活化,發(fā)揮細(xì)胞免疫功能;②NFAT進(jìn)入細(xì)胞核后,可與細(xì)胞核內(nèi)蛋白及其他轉(zhuǎn)錄因子、炎性因子相互作用,激活特異性基因的表達(dá)。2.1cd4+t細(xì)胞激活的基因表達(dá)及作用機(jī)制支氣管哮喘是呼吸系統(tǒng)的常見病。近10年來國內(nèi)外其患病率和病死率均有上升,已列為嚴(yán)重威脅健康的重要疾病之一。慢性持續(xù)期重度哮喘患者誘導(dǎo)痰中IL-6水平升高,而IL-6具有促進(jìn)T細(xì)胞增生的作用,使幼稚CD4+T細(xì)胞演化為IL-4產(chǎn)生細(xì)胞,增加膠原蛋白的積累,抑制細(xì)胞外基質(zhì)分解,促進(jìn)纖維化等作用。Diehl等在NFAT-/-的CD4+T細(xì)胞轉(zhuǎn)基因小鼠中觀察過敏性氣道炎癥中Th2細(xì)胞的作用,發(fā)現(xiàn)CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的IL-4產(chǎn)生和抗原特異性抗體均明顯下降,支氣管肺泡灌洗液中嗜酸粒細(xì)胞數(shù)減少,小鼠對過敏原刺激的耐受性增強(qiáng)。認(rèn)為CD4+T細(xì)胞中NFAT的活化是Th2型免疫應(yīng)答的發(fā)生發(fā)展及過敏性氣道炎癥形成的必要因素。Ogawa等研究表明,在哮喘患者的外周血單個(gè)核細(xì)胞中,NFAT/AP-1復(fù)合體發(fā)揮協(xié)同作用并促進(jìn)IL-5的表達(dá)。張彩蘋等報(bào)道Ca2+/CaN-NFAT信號(hào)通路參與了T細(xì)胞的活化過程。在活化的T細(xì)胞中,NFAT可與其他信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)錄因子活化蛋白1(activatorprotein1,AP-1)即Fos-Jun二聚體、p38、有絲分裂原激活蛋白激酶(mitogenactivatedproteinkinase,MAPK)等在細(xì)胞核內(nèi)相互作用,整合來自不同轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的信號(hào),激活特異性基因的表達(dá),調(diào)控細(xì)胞因子的產(chǎn)生,參與哮喘氣道慢性炎癥及氣道重塑的發(fā)生發(fā)展過程。最近Said等證實(shí)哮喘與肺動(dòng)脈高壓的病理學(xué)特征相同,兩者共有的特征性表現(xiàn)如炎癥、平滑肌收縮和組織重構(gòu)等均有NFAT活化參與其發(fā)病機(jī)理。初步研究結(jié)果顯示血管活性腸肽(vasoactiveintestinalpeptide,VIP)基因的缺失可導(dǎo)致CaN-NFAT途徑活化,VIP可能是該途徑的生理性抑制劑。因此認(rèn)為NFAT與支氣管哮喘的發(fā)生有密切關(guān)系。2.2can-nfat突變阿爾茨海默病(Alzheimer病)是以記憶和認(rèn)知功能障礙為主要表現(xiàn)的一種神經(jīng)變性疾病,是老年性癡呆最常見的病因。神經(jīng)炎性斑又稱老年斑,是阿爾茨海默病的主要特征之一,由于β淀粉樣蛋白(βamyloid,Aβ)的肽類在細(xì)胞外沉積,形成對神經(jīng)細(xì)胞的毒性作用,導(dǎo)致患者腦功能障礙。海馬和皮層膽堿能神經(jīng)元功能受損是患者記憶和認(rèn)知障礙的主要原因,因此減少Aβ的生成和沉積或促進(jìn)其清除是治療阿爾茨海默病的重要策略之一。Wu等證實(shí)可溶性的寡聚蛋白Aβ可使鈣離子信號(hào)途徑依賴性蛋白磷酸酯酶2B(proteinphosphatase2B,PP2B)活化,導(dǎo)致NFAT活化。在阿爾茨海默病的模型小鼠體內(nèi)Aβ存在部位附近的形態(tài)學(xué)改變可被CaN抑制劑改善,提示Aβ可使CaN-NFAT異常活化,認(rèn)為CaN-NFAT活化是老年斑周圍神經(jīng)元結(jié)構(gòu)破壞的原因。在阿爾茨海默病患者皮質(zhì)的細(xì)胞核中可檢測出活化形式的CaN及高濃度的NFATc4。因此,Aβ可能通過活化CaN及NFAT參與的級(jí)聯(lián)反應(yīng)在一定程度上調(diào)節(jié)阿爾茨海默病的神經(jīng)退行性變。Abdul等也認(rèn)為CaN/NFAT信號(hào)的選擇性改變與阿爾茨海默病的認(rèn)知能力下降有關(guān)。從死亡后的人腦組織中快速分離出細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核進(jìn)行研究,證實(shí)在神經(jīng)病理學(xué)和認(rèn)知能力衰退的不同階段,海馬中的NFAT1和NFAT3轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核的隔間,而NFAT2保持不變。在輕微的認(rèn)知損傷時(shí),NFAT1與孤立的細(xì)胞核部分關(guān)聯(lián)更為密切,然而在嚴(yán)重的癡呆和阿爾茨海默病時(shí)NFAT3具有更強(qiáng)大的細(xì)胞核親和性。CaN-α與NFAT1相似,在早期認(rèn)知衰退時(shí)也表現(xiàn)出細(xì)胞核親和性。但CaN-α與NFAT1不同而與NFAT3相似的是與細(xì)胞核的親和性隨認(rèn)知能力的惡化而更加明顯。在機(jī)體死亡后,海馬中Aβ的濃度與CaN/NFAT的改變相關(guān)。小鼠的初級(jí)星形膠質(zhì)細(xì)胞中,寡聚蛋白Aβ可刺激NFAT的活化,并導(dǎo)致細(xì)胞中被NFAT所抑制的興奮性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體2(excitatoryaminoacidtransporter2,EAAT2)蛋白濃度明顯下降。在混合性膠質(zhì)瘤細(xì)胞中NFAT的抑制作用減輕了對Aβ的依賴性。因此,NFAT信號(hào)在調(diào)控Aβ介導(dǎo)的神經(jīng)退行性病變中起重要作用。2.3兩組大鼠糖尿病并發(fā)癥的關(guān)系動(dòng)物模型和人體胰島β細(xì)胞增殖受損和β細(xì)胞聚集減少均可導(dǎo)致糖尿病。因此控制胰島β細(xì)胞增殖的研究日益受到重視。在β細(xì)胞中,CaN/NFAT信號(hào)通過增加細(xì)胞周期蛋白(cyclin)D1、D2和細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependentkinase,CDK4)及降低細(xì)胞周期抑制因子p27等促進(jìn)細(xì)胞的增殖。Heit等證實(shí)胰島β細(xì)胞特異性表達(dá)的活化NFATc1可增加細(xì)胞周期蛋白D1、D2、CDK4的表達(dá),從而促進(jìn)β細(xì)胞的增殖,提示CaN/NFAT信號(hào)可通過直接調(diào)控這些蛋白的表達(dá)在體內(nèi)影響β細(xì)胞的增殖。2型糖尿病是基因和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。青少年發(fā)病的成年型糖尿病(maturityonsetdiabetesofyoung,MODY)有6個(gè)已確定的致病基因,即Hnf4b(MODY1)、葡糖激酶(glucokinase,Gck,MODY2)、Hnf1b(MODY3)、Pdx1(MODY4)、Hnf1b(MODY5)和b2/NeuroD1(MODY6)。Heit等還證實(shí)CaN/NFAT信號(hào)可直接控制上述6個(gè)基因的表達(dá)。因此調(diào)控CaN/NFAT信號(hào)途徑可能是治療2型糖尿病的新靶點(diǎn)。NFAT可能與糖尿病的并發(fā)癥也有關(guān)。Yang等發(fā)現(xiàn)NFAT蛋白通過葡萄糖介導(dǎo)的醛糖還原酶基因AKR1B1活化在糖尿病腎病的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮某種作用。NFAT蛋白還能調(diào)節(jié)肌醇加氧酶(myo-inositoloxygenase,MIOX)和腎特異性氧化還原酶(renal-specificoxidoreductase,RSOR)的表達(dá)。Nilsson-Berglund等發(fā)現(xiàn),在糖尿病引起的高血糖癥中NFAT可以調(diào)控骨橋蛋白(osteopontin,OPN)在動(dòng)脈平滑肌中的表達(dá)。鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶抑制劑環(huán)孢素A(cyclosporinA,CsA)或新型NFAT阻滯劑A-285222可阻止葡萄糖介導(dǎo)的OPN表達(dá)。這些研究結(jié)果可能揭示多種糖尿病并發(fā)癥的分子機(jī)制。2.4ca-can/nfat基因炎癥性腸病是包括潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病,病因尚未闡明。Shih等通過雙向電泳、免疫組織化學(xué)、雙重免疫組織化學(xué)染色方法及共聚焦顯微鏡分別檢驗(yàn)了107例潰瘍性結(jié)腸炎、15例克羅恩病、48例非特異性結(jié)腸炎患者和5名正常人體內(nèi)NFAT2的表達(dá)。發(fā)現(xiàn)NFAT2的活化在潰瘍性結(jié)腸炎中具有特異性,而且與疾病的活動(dòng)性高度相關(guān),故認(rèn)為Ca-CaN/NFAT通路可能是治療潰瘍性結(jié)腸炎的新靶點(diǎn)。DiSabatino等認(rèn)為通過鈣釋放激活鈣離子(Ca2+release-activatedCa2+,CRAC)通道延遲Ca2+進(jìn)入T細(xì)胞對于NFAT的活化至為重要。NFAT調(diào)控T細(xì)胞的增殖及多種細(xì)胞因子基因的表達(dá),因而抑制CRAC通道功能可降低T細(xì)胞在腸道炎癥中的反應(yīng)。CRAC抑制劑可能是治療炎癥性腸病很有前景的藥物。2.5小鼠骨nfat基因表達(dá)的調(diào)控NFAT在骨質(zhì)疏松癥和骨關(guān)節(jié)炎、心肌炎等多種急慢性疾病的發(fā)生中也有重要作用。Sitara等發(fā)現(xiàn),NFATc1在骨生長和炎癥過程中是破骨細(xì)胞分化和骨吸收的一種主要的調(diào)節(jié)因子。NFAT與骨形成、軟骨細(xì)胞增殖、軟骨的分解代謝、血管形成及神經(jīng)肽的應(yīng)答密切相關(guān)。因此,NFAT在骨和關(guān)節(jié)的重構(gòu)中具有重要作用。Huber等發(fā)現(xiàn),柯薩奇病毒B3(coxsackievirus,CVB3)與CD4+細(xì)胞的相互作用可使NFAT的DNA結(jié)合區(qū)活化。如小鼠T細(xì)胞中的NFAT未活化,即使在心臟中有大量病毒聚集,小鼠很少發(fā)展為心肌炎。White等認(rèn)為在外周神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元和非神經(jīng)元細(xì)胞中,NFAT的活化可能與趨化因子受體的產(chǎn)生相關(guān)。動(dòng)作電位的增加將導(dǎo)致神經(jīng)元中Ca2+濃度增加,使NFAT活性增加,趨化因子受體2(chemokinereceptor,CCR2)的表達(dá)上調(diào)。TNF-α或IL-1β可直接作用于神經(jīng)元或其他免疫細(xì)胞表面受體,調(diào)節(jié)炎癥因子的合成和釋放,參與神經(jīng)的病理性疼痛的發(fā)生和維持。3