活化细胞因子研究进展

活化细胞因子研究进展

0细胞因子及其他基因nft是具有多向调节功能的转移因素，如调整t细胞的激活、分离和自身耐药性。NFAF在多种免疫细胞均有表达,如T细胞、B细胞、NK细胞、肥大细胞、单核细胞和嗜酸性粒细胞等,在机体免疫应答中诱导细胞因子及其他基因的转录。多项研究表明,支气管哮喘、阿尔茨海默病、炎症性肠病、糖尿病、骨质疏松、骨关节炎、心肌炎等多种急慢性疾病的发生都与NFAT的活化相关,因而日益受到重视。现将近年来NFAT在临床疾病中的研究进展作一综述。1atc3的蛋白表达NFAT最初发现于活化的T细胞中,是结合在IL-2启动子上转录因子,在免疫应答过程起诱导基因转录的作用。NFAT家族有5个成员,即NFAT1~5。NFAT1又称NFATp或NFATc2,NFAT2又称NFATc或NFATc1,NFAT3又称NFATc4,NFAT4又称NFATx或NFATc3。NFAT3是该家族中唯一在免疫细胞中无表达者,NFAT5是该家族中唯一不受钙信号调控者。在NFAT蛋白中,有2个相邻的非常保守的区域即NFAT同源区(NFAThomologyregion,NHR)和DNA结合区(DNA-bindingdomain,DBD)。前者含有约300个氨基酸残基,后者含有约270个氨基酸残基。NHR和DBD夹在2条多肽链2端多变的转录活化区之间。DBD位于约400位至700位氨基酸残基之间,在NFAT家族中具有高度保守性,并与Rel家族蛋白如NF-κB的Rel同源区(Relhomologyregion,RHR)有相似的氨基酸序列。NHR位于DBD的氨基端,是能与钙调神经磷酸酶(calcineurin,CaN)结合并由其激活的调节区。CaN激活NHR使其脱磷酸,并在CaN调控下使NFAT向细胞核内易位。NFAT蛋白分子上NHR和DBD以外的区域保守性很低,其氨基端和羧基端都含有转录活化区。2子或增强子上的nfatNFAT转录因子家族可调控早期炎症反应中细胞因子基因的表达。在免疫细胞内,NFAT可直接诱导趋化因子的转录。许多炎性细胞因子的启动子或增强子上都发现有NFAT的结合位点,如IL-2、IL-4、IL-5、IL-13、IFN-γ、TNF-α等。NFAT在多种急慢性疾病的发生中起重要作用,其可能机制为:①NFAT与钙调神经磷酸酶(calcineurin,CaN)结合后,去磷酸化而转入细胞核内,参与T细胞的活化,发挥细胞免疫功能;②NFAT进入细胞核后,可与细胞核内蛋白及其他转录因子、炎性因子相互作用,激活特异性基因的表达。2.1cd4+t细胞激活的基因表达及作用机制支气管哮喘是呼吸系统的常见病。近10年来国内外其患病率和病死率均有上升,已列为严重威胁健康的重要疾病之一。慢性持续期重度哮喘患者诱导痰中IL-6水平升高,而IL-6具有促进T细胞增生的作用,使幼稚CD4+T细胞演化为IL-4产生细胞,增加胶原蛋白的积累,抑制细胞外基质分解,促进纤维化等作用。Diehl等在NFAT-/-的CD4+T细胞转基因小鼠中观察过敏性气道炎症中Th2细胞的作用,发现CD4+T细胞介导的IL-4产生和抗原特异性抗体均明显下降,支气管肺泡灌洗液中嗜酸粒细胞数减少,小鼠对过敏原刺激的耐受性增强。认为CD4+T细胞中NFAT的活化是Th2型免疫应答的发生发展及过敏性气道炎症形成的必要因素。Ogawa等研究表明,在哮喘患者的外周血单个核细胞中,NFAT/AP-1复合体发挥协同作用并促进IL-5的表达。张彩苹等报道Ca2+/CaN-NFAT信号通路参与了T细胞的活化过程。在活化的T细胞中,NFAT可与其他信号转导系统的转录因子活化蛋白1(activatorprotein1,AP-1)即Fos-Jun二聚体、p38、有丝分裂原激活蛋白激酶(mitogenactivatedproteinkinase,MAPK)等在细胞核内相互作用,整合来自不同转导系统的信号,激活特异性基因的表达,调控细胞因子的产生,参与哮喘气道慢性炎症及气道重塑的发生发展过程。最近Said等证实哮喘与肺动脉高压的病理学特征相同,两者共有的特征性表现如炎症、平滑肌收缩和组织重构等均有NFAT活化参与其发病机理。初步研究结果显示血管活性肠肽(vasoactiveintestinalpeptide,VIP)基因的缺失可导致CaN-NFAT途径活化,VIP可能是该途径的生理性抑制剂。因此认为NFAT与支气管哮喘的发生有密切关系。2.2can-nfat突变阿尔茨海默病(Alzheimer病)是以记忆和认知功能障碍为主要表现的一种神经变性疾病,是老年性痴呆最常见的病因。神经炎性斑又称老年斑,是阿尔茨海默病的主要特征之一,由于β淀粉样蛋白(βamyloid,Aβ)的肽类在细胞外沉积,形成对神经细胞的毒性作用,导致患者脑功能障碍。海马和皮层胆碱能神经元功能受损是患者记忆和认知障碍的主要原因,因此减少Aβ的生成和沉积或促进其清除是治疗阿尔茨海默病的重要策略之一。Wu等证实可溶性的寡聚蛋白Aβ可使钙离子信号途径依赖性蛋白磷酸酯酶2B(proteinphosphatase2B,PP2B)活化,导致NFAT活化。在阿尔茨海默病的模型小鼠体内Aβ存在部位附近的形态学改变可被CaN抑制剂改善,提示Aβ可使CaN-NFAT异常活化,认为CaN-NFAT活化是老年斑周围神经元结构破坏的原因。在阿尔茨海默病患者皮质的细胞核中可检测出活化形式的CaN及高浓度的NFATc4。因此,Aβ可能通过活化CaN及NFAT参与的级联反应在一定程度上调节阿尔茨海默病的神经退行性变。Abdul等也认为CaN/NFAT信号的选择性改变与阿尔茨海默病的认知能力下降有关。从死亡后的人脑组织中快速分离出细胞质和细胞核进行研究,证实在神经病理学和认知能力衰退的不同阶段,海马中的NFAT1和NFAT3转移到细胞核的隔间,而NFAT2保持不变。在轻微的认知损伤时,NFAT1与孤立的细胞核部分关联更为密切,然而在严重的痴呆和阿尔茨海默病时NFAT3具有更强大的细胞核亲和性。CaN-α与NFAT1相似,在早期认知衰退时也表现出细胞核亲和性。但CaN-α与NFAT1不同而与NFAT3相似的是与细胞核的亲和性随认知能力的恶化而更加明显。在机体死亡后,海马中Aβ的浓度与CaN/NFAT的改变相关。小鼠的初级星形胶质细胞中,寡聚蛋白Aβ可刺激NFAT的活化,并导致细胞中被NFAT所抑制的兴奋性氨基酸转运体2(excitatoryaminoacidtransporter2,EAAT2)蛋白浓度明显下降。在混合性胶质瘤细胞中NFAT的抑制作用减轻了对Aβ的依赖性。因此,NFAT信号在调控Aβ介导的神经退行性病变中起重要作用。2.3两组大鼠糖尿病并发症的关系动物模型和人体胰岛β细胞增殖受损和β细胞聚集减少均可导致糖尿病。因此控制胰岛β细胞增殖的研究日益受到重视。在β细胞中,CaN/NFAT信号通过增加细胞周期蛋白(cyclin)D1、D2和细胞周期蛋白依赖性激酶(cyclin-dependentkinase,CDK4)及降低细胞周期抑制因子p27等促进细胞的增殖。Heit等证实胰岛β细胞特异性表达的活化NFATc1可增加细胞周期蛋白D1、D2、CDK4的表达,从而促进β细胞的增殖,提示CaN/NFAT信号可通过直接调控这些蛋白的表达在体内影响β细胞的增殖。2型糖尿病是基因和环境因素共同作用的结果。青少年发病的成年型糖尿病(maturityonsetdiabetesofyoung,MODY)有6个已确定的致病基因,即Hnf4b(MODY1)、葡糖激酶(glucokinase,Gck,MODY2)、Hnf1b(MODY3)、Pdx1(MODY4)、Hnf1b(MODY5)和b2/NeuroD1(MODY6)。Heit等还证实CaN/NFAT信号可直接控制上述6个基因的表达。因此调控CaN/NFAT信号途径可能是治疗2型糖尿病的新靶点。NFAT可能与糖尿病的并发症也有关。Yang等发现NFAT蛋白通过葡萄糖介导的醛糖还原酶基因AKR1B1活化在糖尿病肾病的发病机制中发挥某种作用。NFAT蛋白还能调节肌醇加氧酶(myo-inositoloxygenase,MIOX)和肾特异性氧化还原酶(renal-specificoxidoreductase,RSOR)的表达。Nilsson-Berglund等发现,在糖尿病引起的高血糖症中NFAT可以调控骨桥蛋白(osteopontin,OPN)在动脉平滑肌中的表达。钙调神经磷酸酶抑制剂环孢素A(cyclosporinA,CsA)或新型NFAT阻滞剂A-285222可阻止葡萄糖介导的OPN表达。这些研究结果可能揭示多种糖尿病并发症的分子机制。2.4ca-can/nfat基因炎症性肠病是包括溃疡性结肠炎和克罗恩病,病因尚未阐明。Shih等通过双向电泳、免疫组织化学、双重免疫组织化学染色方法及共聚焦显微镜分别检验了107例溃疡性结肠炎、15例克罗恩病、48例非特异性结肠炎患者和5名正常人体内NFAT2的表达。发现NFAT2的活化在溃疡性结肠炎中具有特异性,而且与疾病的活动性高度相关,故认为Ca-CaN/NFAT通路可能是治疗溃疡性结肠炎的新靶点。DiSabatino等认为通过钙释放激活钙离子(Ca2+release-activatedCa2+,CRAC)通道延迟Ca2+进入T细胞对于NFAT的活化至为重要。NFAT调控T细胞的增殖及多种细胞因子基因的表达,因而抑制CRAC通道功能可降低T细胞在肠道炎症中的反应。CRAC抑制剂可能是治疗炎症性肠病很有前景的药物。2.5小鼠骨nfat基因表达的调控NFAT在骨质疏松症和骨关节炎、心肌炎等多种急慢性疾病的发生中也有重要作用。Sitara等发现,NFATc1在骨生长和炎症过程中是破骨细胞分化和骨吸收的一种主要的调节因子。NFAT与骨形成、软骨细胞增殖、软骨的分解代谢、血管形成及神经肽的应答密切相关。因此,NFAT在骨和关节的重构中具有重要作用。Huber等发现,柯萨奇病毒B3(coxsackievirus,CVB3)与CD4+细胞的相互作用可使NFAT的DNA结合区活化。如小鼠T细胞中的NFAT未活化,即使在心脏中有大量病毒聚集,小鼠很少发展为心肌炎。White等认为在外周神经系统的神经元和非神经元细胞中,NFAT的活化可能与趋化因子受体的产生相关。动作电位的增加将导致神经元中Ca2+浓度增加,使NFAT活性增加,趋化因子受体2(chemokinereceptor,CCR2)的表达上调。TNF-α或IL-1β可直接作用于神经元或其他免疫细胞表面受体,调节炎症因子的合成和释放,参与神经的病理性疼痛的发生和维持。3