白細(xì)胞介素32研究進(jìn)展.doc

白細(xì)胞介素32的演究進(jìn)展邢森 1082810117摘要：白細(xì)胞介素32(IL-32)是近年來發(fā)現(xiàn)的一種炎癥性細(xì)胞因子。IL-32蛋白存在6種剪接變異體。IL-32在自身免疫方面起重要作用，并可誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡；可通過刺激淋巴細(xì)胞、上皮細(xì)胞或是體外重組獲得IL-32；并且ID32可通過多條途徑進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。幾年來研究發(fā)現(xiàn)，IL-32參與多種疾病過程，其中包括慢性阻塞性肺病、克羅恩氏病、牛皮癬、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎和Wegener肉芽腫病等疾病。本文綜述了IL-32 的來源，結(jié)合蛋白及核酸結(jié)構(gòu)，信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及協(xié)同作用，重點(diǎn)介紹了IL-32 的生物學(xué)功能和作用機(jī)制及其與疾病的相關(guān)性。關(guān)鍵詞：IL-32；生物學(xué)功能；作用機(jī)制；疾病人IL-32 最初被稱為自然殺傷細(xì)胞轉(zhuǎn)錄物。2005 年1 月的Immunity 雜志報道了美國科羅拉多大學(xué)和韓國生物科學(xué)與生物技術(shù)中心克隆IL-32 的論文。Soo-Hyun Kim等人利用生物芯片技術(shù)研究IL-18誘導(dǎo)高表達(dá)基因，從中發(fā)現(xiàn)一個高表達(dá)的細(xì)胞因子樣基因，并命名為白細(xì)胞介素32（interleukin 32），簡稱IL-32，Soo-Hyun Kim 等人的工作證明IL-32 為炎癥性的細(xì)胞因子。近兩年來進(jìn)一步研究表明，IL-32在炎癥和發(fā)熱方面有重要作用。IL-32能夠誘導(dǎo)免疫細(xì)胞產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，并且參與細(xì)胞凋亡等過程，在機(jī)體免疫方面起重要作用。但目前關(guān)于IL32的具體生物學(xué)功能及其具體作用機(jī)制還不是很清楚，成為人們研究的熱點(diǎn)。一 IL-32的生物學(xué)特性1 IL-32基因與蛋白目前研究發(fā)現(xiàn)，IL-32蛋白存在6種剪接變異體：IL一32，IL-32、IL-32、IL-32、IL-32和IL-32。IL一32，IL-32和IL-32是從NK細(xì)胞分離的3種新型變異體，它們的N一末端都不具有典型的疏水信號肽。IL-32與1992年Dahl等從NK細(xì)胞中克隆NK4等同，其信號肽為35aa，成熟蛋白為147aa，有1個tyr硫酸酯化部位，3個N一豆蔻?；课?，2個PKC磷酸化部位，3個潛在的酪蛋白激酶II磷酸化部位和細(xì)胞黏附序列RGD。IL-32和IL-32的蛋白結(jié)構(gòu)還未見報道。IL-32氨基酸序列分析揭示了IL-32中存在3個N一豆蔻?；课缓?個N一糖基化部位。2 IL32的產(chǎn)生IL-32可通過刺激T細(xì)胞、NK細(xì)胞、單核細(xì)胞和上皮細(xì)胞的內(nèi)源性分泌和經(jīng)基因重組技術(shù)而產(chǎn)生，基因重組的IL-32呈現(xiàn)典型的促炎癥細(xì)胞因子的多種性狀口3。上皮細(xì)胞和單核細(xì)胞中IL-32主要由IFN一7誘導(dǎo)產(chǎn)生，例如IFN一7刺激人上皮Wish細(xì)胞，在細(xì)胞裂解液中以時間依賴性方式誘導(dǎo)IL-32的產(chǎn)生，46 h后減少。IL-18和IL-Ip刺激A549一R8，在其裂解液中也以時間依賴性方式誘導(dǎo)IL-32的產(chǎn)生，在未刺激的A549一RB中則未檢測到IL-32；在A549一WT(未轉(zhuǎn)染IL-lSR8的人肺癌A549細(xì)胞系)只有IL-Ip能誘導(dǎo)IL-32產(chǎn)生，類似IL-Ip誘導(dǎo)這種細(xì)胞系產(chǎn)生IL一6和IL-8，IFN一7亦能誘導(dǎo)A549-WT裂解液產(chǎn)生IL-32，caspase-1IL-18誘導(dǎo)肺結(jié)核細(xì)胞產(chǎn)生IFN一丫刺激II，32分泌。IL-12與IL-18合用能刺激人NK細(xì)胞產(chǎn)生IL一32，這兩種細(xì)胞因子表現(xiàn)相加作用；用絲裂原ConA刺激人外周血單核細(xì)胞(PBMC)，60 h后在其上清和裂解液中都能檢測到IL-32產(chǎn)生，且裂解液IL一32含量高于上清中含量。IL一2活化的NK細(xì)胞或絲裂原刺激的T細(xì)胞也能產(chǎn)生IL-32。IL一32為一種分泌型蛋白，內(nèi)源性IL廣32的相對分子質(zhì)量約為27 000 Mr。IL一32能在大腸桿菌和3種不同來源的哺乳動物細(xì)胞中產(chǎn)生。哺乳動物細(xì)胞上清中rIL-3213最大量為1 ngml，IL-32a低于100 pgml，rlL-32由于翻譯后的修飾，其相對分子質(zhì)量與27 000 Mr有差別。 3 IL-32的結(jié)合蛋白在Dinarello C.A 等人從人尿中分離可溶性IL-32受體的研究中，IL-32a 結(jié)合蛋白酶3(PR3具有高度的親和力和不能被酶抑制的性質(zhì)5。PR3 是中性白細(xì)胞絲氨酸蛋白酶并以可溶形式或薄膜形式存在，在全身血管炎疾病和韋格納(氏)肉芽腫病中是自身抗體的一種主要的自身抗原。IL-32對PR3 的親和力通過表面細(xì)胞質(zhì)基因組共振法被測定。對于泌尿的PR3來說這種電離常數(shù)是2.650.4 nM，對于中性白細(xì)胞衍生的PR3 來說這種電離常數(shù)是1.20.05 nM，然而PR3 酶活性的不可逆的鈍化作用結(jié)合了細(xì)胞因子后并沒有明顯的改變。雖然如此，IL-32 產(chǎn)物的限定分裂與PR3 酶活性是一致的。而且，通過PR3 限定分裂后，在人類外周血單核細(xì)胞中和在鼠巨噬細(xì)胞中在誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞炎性蛋白-2 時IL-32要比完整的IL-32活性高。可以認(rèn)為，PR3 是一種特異的IL-32結(jié)合蛋白，并不依賴酶的活性。然而通過PR3 來提高細(xì)胞因子的活性可以限制IL-32的分裂。因此，通過對PR3活性的特異性抑制來對IL-32 進(jìn)行處理或者通過無活性的PR3 來對IL-32 進(jìn)行中和或者用其碎片都有可能在免疫調(diào)節(jié)性疾病中減少IL-32 作用的后果。利用PR3 導(dǎo)致的IL-32重組體限制性蛋白水解在液相中能適當(dāng)?shù)奶岣咂渖飳W(xué)活性。因此，對抗PR3 酶活性、選擇通過酶失活的PR3 來阻斷IL-32 或者利用PR3 碎片在治療IL-32 參與的疾病中都有可能是一種良好的策略。4 生物學(xué)功能IL-32通過激活NFKB和p38MAPK磷酸化誘導(dǎo)其他細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生，又如胞壁酰二肽NODl和NOD2通過caspase-1依賴途徑使IL-32誘導(dǎo)IL一18和IL-6的產(chǎn)物增加了10倍?，F(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，IL-32主要作用是誘導(dǎo)細(xì)胞因子的產(chǎn)生，并可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。IFN一7誘導(dǎo)IL-32的產(chǎn)生，表明IL-32在固有和適應(yīng)性免疫應(yīng)答中發(fā)揮作用，尤其在PRR識別信號，例如細(xì)胞表面Toll樣受體(TLR)。IL一32以劑量依賴性方式顯著地誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞Raw細(xì)胞系產(chǎn)生TNF_和MIP一，IL-32口也有相似的作用，表明IL-32在自身免疫性炎癥性疾病中起重要的作用?？傊?，IL一32在自身免疫中起著非常重要的作用，無論在抵抗微生物方面還是在主動免疫疾病方面都至關(guān)重要。T細(xì)胞中IL-32的大量表達(dá)可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。研究表明，用抗一CD3抗體刺激T細(xì)胞，在培養(yǎng)48 h后，細(xì)胞凋亡明顯高于未受刺激的T細(xì)胞，此時細(xì)胞IL一32表達(dá)水平亦增加；而未刺激的細(xì)胞中無細(xì)胞凋亡增加現(xiàn)象，并在T細(xì)胞中未檢測到IL-32。說明在T細(xì)胞中可能IL-32與活化誘導(dǎo)細(xì)胞死亡(AICD)有關(guān)。二 相關(guān)疾病作用機(jī)制目前發(fā)現(xiàn)，人類多種病理組織都存在IL-32的剪接變異體。健康組織的上皮細(xì)胞內(nèi)IL-32的表達(dá)水平很低，而在慢性阻塞性肺病(COPD)、克羅恩病(CD)、牛皮癬等病理組織IL-32的表達(dá)顯著提高，此外研究發(fā)現(xiàn)IL-32與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎和肺結(jié)核亦有關(guān)。1人免疫缺陷癥大量的實驗表明IL-32 在先天和獲得免疫應(yīng)答中具有一定的作用。最近有研究結(jié)果表明，人免疫缺陷癥病毒促進(jìn)了IL-32 在mRNA 蛋白質(zhì)水平方面的產(chǎn)生。研究指出：與正常的個體相比HIV 病人血清中IL-32 的水平有74%的增加。依據(jù)IL-32 的mRNA 和蛋白質(zhì)水平的增加可以得出在目前感染HIV 克隆的IL-32 的啟動子的活性增加了三倍。研究結(jié)果表明：用IL-32 特異siRNA來破壞IL-32 以減少其量就會讓HIV的淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化反應(yīng)（LTR）的活性增加至少六倍，反之，當(dāng)IL-32 在細(xì)胞中過表達(dá)時HIV的LTR 的活性至少減少一倍。因此在HIV 感染者中增高IL-32 的水平可能會抑制HIV的復(fù)制，建議IL-32 作為HIV-1 的天然抑制因子。2 腸炎肺結(jié)核亦有關(guān)?？肆_恩病(Crohns disease，CD)又稱為節(jié)段性回腸炎，是一種慢性肉芽腫性炎癥。病變可累及胃腸道各部位，而以末段回腸及其鄰近結(jié)腸為主，多呈節(jié)段性、非對稱性分布。CD可能起源于腸內(nèi)免疫防御系統(tǒng)包括小腸表皮、固有膜吞噬細(xì)胞(嗜中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞)功能的缺陷。Netea等研究發(fā)現(xiàn)，通過caspase-1途徑NODl和NOD2誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生IL一32，從而刺激IL-Ip和IL-6產(chǎn)生，這對某些疾病具有重要的臨床意義。例如在CD，NOD2起保護(hù)機(jī)體的作用，NOD2可通過依賴的防御因子和相關(guān)細(xì)胞因子在腸道中起到抗菌的作用，從而保護(hù)了腸道，這與在肺結(jié)核中的發(fā)現(xiàn)NOD2的作用非常相似。4 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎有研究結(jié)果表明：在風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的滑液組織中IL-32 明顯增加，并與疾病的嚴(yán)重程度成正相關(guān)。有意思的是IL-32 無論在來自骨髓的還是非來自骨髓的細(xì)胞中都有促炎癥反應(yīng)的作用。最新的研究結(jié)果顯示：IL-32 在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的成纖維細(xì)胞樣的滑膜細(xì)胞中比在骨關(guān)節(jié)炎的成纖維細(xì)胞樣的滑膜細(xì)胞中(p 0.0073)的表達(dá)量高。免疫組織化學(xué)顯示：IL-32 染色的水平與紅細(xì)胞沉降率，一種全身炎癥的標(biāo)志(R =0.63 ，P 0.0003)密切相關(guān)。IL-32 滑液染色也與滑液的炎癥指數(shù)相關(guān)。5 結(jié)核病先天免疫反應(yīng)是依賴于病原體識別受體家族來識別病原相關(guān)分子類型，這中間最具有特征的是蛋白質(zhì)的通行費(fèi)樣受體（TLR）和核苷酸結(jié)合寡聚化域(NOD) 家族?，F(xiàn)在的研究表明IL-32 與NOD1 和NOD2 配位體的協(xié)同作用以半胱天冬酶-1 依賴途徑刺激IL-1and IL-6 的釋放。這些發(fā)現(xiàn)在定位NOD2 在何處扮演防護(hù)角色具有潛在的臨床重要性，故在肺結(jié)核的臨床治療中也具有重要作用17。最近有學(xué)者利用不同的通行費(fèi)樣受體顯效劑來刺激新獲得的人類外周血單核細(xì)胞，可以檢測到IL-32 的基因表達(dá)和綜合產(chǎn)物。結(jié)果證明：TLR4 顯效劑脂多糖能夠誘導(dǎo)適度的IL-32 的產(chǎn)物，而其他的顯效劑如TLR2, TLR3, TLR5,TLR9,每一種都能強(qiáng)烈的誘導(dǎo)TNF-和IL-6，并不能刺激IL-32 的產(chǎn)生。然而，用結(jié)核分枝桿菌和M. bovisBCG 誘導(dǎo)則會產(chǎn)生最大量的IL-32。在單核細(xì)胞中IL-32 誘導(dǎo)綜合物與脂多糖或分枝桿菌結(jié)合都保持了相關(guān)細(xì)胞的完整性。此外，像其它的細(xì)胞因子缺乏信號肽一樣，穩(wěn)定的mRNA的水平出現(xiàn)在未受刺激的單核細(xì)胞中而未轉(zhuǎn)錄為IL-32 蛋白。用M.型結(jié)核桿菌誘導(dǎo)的IL-32 產(chǎn)物依賴于內(nèi)源性的IFN，內(nèi)源性的IFN又依賴于用M.型結(jié)核桿菌通過半胱天冬酶-1 途徑誘導(dǎo)IL-18 產(chǎn)生的。結(jié)論：第一，分枝桿菌可以從人類單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中誘導(dǎo)IL-32 的產(chǎn)生而其他微生物如S. aureus 和真菌的病原體C.albicans 和A. fumigatus卻不能。第二分枝桿菌刺激IL-32 的能力是通過他們誘導(dǎo)IFN的能力來介導(dǎo)的。故結(jié)核分支桿菌通過半胱天冬酶-1/IL-18/Interferon-依賴機(jī)制誘導(dǎo)IL-32 的產(chǎn)生。此外，IL-32 是一種細(xì)胞聯(lián)合因子，并以這種類型發(fā)揮它的促炎癥反應(yīng)作用。6 甲型流感病毒研究表明：在甲型流感病毒感染的病人的血清中IL-32 的表達(dá)水平要比在健康個體的血清中高58.2%，另外，前致炎因子環(huán)氧合酶(COX)-2 聯(lián)合的前列腺素E2 也可以達(dá)到2.7 倍的增加量。通過任意選擇COX-2抑制子NS398 或者是阿司匹林，IL-32 在甲型流感病毒感染的A549 人類肺上皮細(xì)胞的表達(dá)都可以被阻斷。有意思的是：通過流感病毒感染的COX-2 聯(lián)合的顯的抑制而通過IL-32 特異性的siRNA 表達(dá)其激活作用則增加。因此可以表明在IL-32 和COX-2 之間存在反饋機(jī)制。結(jié)論：IL-32 在炎癥級聯(lián)反應(yīng)中經(jīng)過COX-2利用甲型流感病毒感染而被誘導(dǎo)表達(dá)。因此可以說甲型流感病毒通過COX-2 刺激IL-32 表達(dá)，IL-32 反饋抑制COX-2的表達(dá)19。PGE2 產(chǎn)物的活化作用通過IL-32 的過表達(dá)可以被明確。7慢性阻塞性肺疾病慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種以氣流受限為特征的疾病狀態(tài)，這種氣流受限通常呈進(jìn)行性進(jìn)展，不完全可逆，多與肺部對有害顆粒物或有害氣體的異常炎性反應(yīng)有關(guān)。COPD受環(huán)境因素和遺傳因素的共同影響，其進(jìn)展與個體易感性、刺激物暴露程度相關(guān)J。肺部的炎性反應(yīng)與CDs+T淋巴細(xì)胞浸潤相關(guān)，CD；T淋巴細(xì)胞由干擾素1誘導(dǎo)產(chǎn)生口J。免疫細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子能調(diào)控細(xì)胞毒性T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞在呼吸道內(nèi)的募集，誘導(dǎo)和加重呼吸道炎性反應(yīng)。最近研究表明舊o，白細(xì)胞介素32(interleukin 32，IL-32)可能在該過程中起介導(dǎo)作用。目前體外實驗研究顯示，IL-32參與先天性和獲得性免疫調(diào)控機(jī)制，而在人類體內(nèi)實驗中只有風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和克隆病中IL-32上調(diào)較為明確HJJ。IL-32在COPD的特異性免疫應(yīng)答中的作用仍不清楚。三 小結(jié)IL-32 的發(fā)現(xiàn)有助于揭示細(xì)胞因子生物學(xué)的復(fù)雜性，IL-32 通過何種機(jī)制分泌及在胞內(nèi)的功能仍不清楚，IL-32 蛋白質(zhì)不同亞型之間的協(xié)同作用是如何調(diào)節(jié)的這個問題還需要進(jìn)一步的研究。IL-32 受體成分的鑒定、不同剪接變異體的功能特性和IL-32 在疾病里表達(dá)差異的分析將有助于理解IL-32 在細(xì)胞因子生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)中的確切作用。隨著分子生物學(xué)和生物信息學(xué)技術(shù)的不斷更新，將會有新的技術(shù)手段來檢測IL-32的各種亞型，并將會理解其功能，最終會為治療IL-32相關(guān)疾病提供重要的臨床意義。參考文獻(xiàn)：1）李厚偉,魏戰(zhàn)勇 白細(xì)胞介素32研究進(jìn)展期刊論文中國農(nóng)學(xué)通報 2009,25(22)2）楊翠軍，朱登祥