活化細胞因子研究進展

活化細胞因子研究進展

0細胞因子及其他基因nft是具有多向調節(jié)功能的轉移因素，如調整t細胞的激活、分離和自身耐藥性。NFAF在多種免疫細胞均有表達,如T細胞、B細胞、NK細胞、肥大細胞、單核細胞和嗜酸性粒細胞等,在機體免疫應答中誘導細胞因子及其他基因的轉錄。多項研究表明,支氣管哮喘、阿爾茨海默病、炎癥性腸病、糖尿病、骨質疏松、骨關節(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,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展作一綜述。1atc3的蛋白表達NFAT最初發(fā)現(xiàn)于活化的T細胞中,是結合在IL-2啟動子上轉錄因子,在免疫應答過程起誘導基因轉錄的作用。NFAT家族有5個成員,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胞中無表達者,NFAT5是該家族中唯一不受鈣信號調控者。在NFAT蛋白中,有2個相鄰的非常保守的區(qū)域即NFAT同源區(qū)(NFAThomologyregion,NHR)和DNA結合區(qū)(DNA-bindingdomain,DBD)。前者含有約300個氨基酸殘基,后者含有約270個氨基酸殘基。NHR和DBD夾在2條多肽鏈2端多變的轉錄活化區(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,是能與鈣調神經(jīng)磷酸酶(calcineurin,CaN)結合并由其激活的調節(jié)區(qū)。CaN激活NHR使其脫磷酸,并在CaN調控下使NFAT向細胞核內易位。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錄活化區(qū)。2子或增強子上的nfatNFAT轉錄因子家族可調控早期炎癥反應中細胞因子基因的表達。在免疫細胞內,NFAT可直接誘導趨化因子的轉錄。許多炎性細胞因子的啟動子或增強子上都發(fā)現(xiàn)有NFAT的結合位點,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,其可能機制為:①NFAT與鈣調神經(jīng)磷酸酶(calcineurin,CaN)結合后,去磷酸化而轉入細胞核內,參與T細胞的活化,發(fā)揮細胞免疫功能;②NFAT進入細胞核后,可與細胞核內蛋白及其他轉錄因子、炎性因子相互作用,激活特異性基因的表達。2.1cd4+t細胞激活的基因表達及作用機制支氣管哮喘是呼吸系統(tǒng)的常見病。近10年來國內外其患病率和病死率均有上升,已列為嚴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痰中IL-6水平升高,而IL-6具有促進T細胞增生的作用,使幼稚CD4+T細胞演化為IL-4產(chǎn)生細胞,增加膠原蛋白的積累,抑制細胞外基質分解,促進纖維化等作用。Diehl等在NFAT-/-的CD4+T細胞轉基因小鼠中觀察過敏性氣道炎癥中Th2細胞的作用,發(fā)現(xiàn)CD4+T細胞介導的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胞數(shù)減少,小鼠對過敏原刺激的耐受性增強。認為CD4+T細胞中NFAT的活化是Th2型免疫應答的發(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核細胞中,NFAT/AP-1復合體發(fā)揮協(xié)同作用并促進IL-5的表達。張彩蘋等報道Ca2+/CaN-NFAT信號通路參與了T細胞的活化過程。在活化的T細胞中,NFAT可與其他信號轉導系統(tǒng)的轉錄因子活化蛋白1(activatorprotein1,AP-1)即Fos-Jun二聚體、p38、有絲分裂原激活蛋白激酶(mitogenactivatedproteinkinase,MAPK)等在細胞核內相互作用,整合來自不同轉導系統(tǒng)的信號,激活特異性基因的表達,調控細胞因子的產(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等證實哮喘與肺動脈高壓的病理學特征相同,兩者共有的特征性表現(xiàn)如炎癥、平滑肌收縮和組織重構等均有NFAT活化參與其發(fā)病機理。初步研究結果顯示血管活性腸肽(vasoactiveintestinalpeptide,VIP)基因的缺失可導致CaN-NFAT途徑活化,VIP可能是該途徑的生理性抑制劑。因此認為NFAT與支氣管哮喘的發(fā)生有密切關系。2.2can-nfat突變阿爾茨海默病(Alzheimer病)是以記憶和認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)的肽類在細胞外沉積,形成對神經(jīng)細胞的毒性作用,導致患者腦功能障礙。海馬和皮層膽堿能神經(jīng)元功能受損是患者記憶和認知障礙的主要原因,因此減少Aβ的生成和沉積或促進其清除是治療阿爾茨海默病的重要策略之一。Wu等證實可溶性的寡聚蛋白Aβ可使鈣離子信號途徑依賴性蛋白磷酸酯酶2B(proteinphosphatase2B,PP2B)活化,導致NFAT活化。在阿爾茨海默病的模型小鼠體內Aβ存在部位附近的形態(tài)學改變可被CaN抑制劑改善,提示Aβ可使CaN-NFAT異?；罨?認為CaN-NFAT活化是老年斑周圍神經(jīng)元結構破壞的原因。在阿爾茨海默病患者皮質的細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參與的級聯(lián)反應在一定程度上調節(jié)阿爾茨海默病的神經(jīng)退行性變。Abdul等也認為CaN/NFAT信號的選擇性改變與阿爾茨海默病的認知能力下降有關。從死亡后的人腦組織中快速分離出細胞質和細胞核進行研究,證實在神經(jīng)病理學和認知能力衰退的不同階段,海馬中的NFAT1和NFAT3轉移到細胞核的隔間,而NFAT2保持不變。在輕微的認知損傷時,NFAT1與孤立的細胞核部分關聯(lián)更為密切,然而在嚴重的癡呆和阿爾茨海默病時NFAT3具有更強大的細胞核親和性。CaN-α與NFAT1相似,在早期認知衰退時也表現(xiàn)出細胞核親和性。但CaN-α與NFAT1不同而與NFAT3相似的是與細胞核的親和性隨認知能力的惡化而更加明顯。在機體死亡后,海馬中Aβ的濃度與CaN/NFAT的改變相關。小鼠的初級星形膠質細胞中,寡聚蛋白Aβ可刺激NFAT的活化,并導致細胞中被NFAT所抑制的興奮性氨基酸轉運體2(excitatoryaminoacidtransporter2,EAAT2)蛋白濃度明顯下降。在混合性膠質瘤細胞中NFAT的抑制作用減輕了對Aβ的依賴性。因此,NFAT信號在調控Aβ介導的神經(jīng)退行性病變中起重要作用。2.3兩組大鼠糖尿病并發(fā)癥的關系動物模型和人體胰島β細胞增殖受損和β細胞聚集減少均可導致糖尿病。因此控制胰島β細胞增殖的研究日益受到重視。在β細胞中,CaN/NFAT信號通過增加細胞周期蛋白(cyclin)D1、D2和細胞周期蛋白依賴性激酶(cyclin-dependentkinase,CDK4)及降低細胞周期抑制因子p27等促進細胞的增殖。Heit等證實胰島β細胞特異性表達的活化NFATc1可增加細胞周期蛋白D1、D2、CDK4的表達,從而促進β細胞的增殖,提示CaN/NFAT信號可通過直接調控這些蛋白的表達在體內影響β細胞的增殖。2型糖尿病是基因和環(huán)境因素共同作用的結果。青少年發(fā)病的成年型糖尿病(maturityonsetdiabetesofyoung,MODY)有6個已確定的致病基因,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CaN/NFAT信號可直接控制上述6個基因的表達。因此調控CaN/NFAT信號途徑可能是治療2型糖尿病的新靶點。NFAT可能與糖尿病的并發(fā)癥也有關。Yang等發(fā)現(xiàn)NFAT蛋白通過葡萄糖介導的醛糖還原酶基因AKR1B1活化在糖尿病腎病的發(fā)病機制中發(fā)揮某種作用。NFAT蛋白還能調節(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。Nilsson-Berglund等發(fā)現(xiàn),在糖尿病引起的高血糖癥中NFAT可以調控骨橋蛋白(osteopontin,OPN)在動脈平滑肌中的表達。鈣調神經(jīng)磷酸酶抑制劑環(huán)孢素A(cyclosporinA,CsA)或新型NFAT阻滯劑A-285222可阻止葡萄糖介導的OPN表達。這些研究結果可能揭示多種糖尿病并發(fā)癥的分子機制。2.4ca-can/nfat基因炎癥性腸病是包括潰瘍性結腸炎和克羅恩病,病因尚未闡明。Shih等通過雙向電泳、免疫組織化學、雙重免疫組織化學染色方法及共聚焦顯微鏡分別檢驗了107例潰瘍性結腸炎、15例克羅恩病、48例非特異性結腸炎患者和5名正常人體內NFAT2的表達。發(fā)現(xiàn)NFAT2的活化在潰瘍性結腸炎中具有特異性,而且與疾病的活動性高度相關,故認為Ca-CaN/NFAT通路可能是治療潰瘍性結腸炎的新靶點。DiSabatino等認為通過鈣釋放激活鈣離子(Ca2+release-activatedCa2+,CRAC)通道延遲Ca2+進入T細胞對于NFAT的活化至為重要。NFAT調控T細胞的增殖及多種細胞因子基因的表達,因而抑制CRAC通道功能可降低T細胞在腸道炎癥中的反應。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基因表達的調控NFAT在骨質疏松癥和骨關節(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胞分化和骨吸收的一種主要的調節(jié)因子。NFAT與骨形成、軟骨細胞增殖、軟骨的分解代謝、血管形成及神經(jīng)肽的應答密切相關。因此,NFAT在骨和關節(jié)的重構中具有重要作用。Huber等發(fā)現(xiàn),柯薩奇病毒B3(coxsackievirus,CVB3)與CD4+細胞的相互作用可使NFAT的DNA結合區(qū)活化。如小鼠T細胞中的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等認為在外周神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元和非神經(jīng)元細胞中,NFAT的活化可能與趨化因子受體的產(chǎn)生相關。動作電位的增加將導致神經(jīng)元中Ca2+濃度增加,使NFAT活性增加,趨化因子受體2(chemokinereceptor,CCR2)的表達上調。TNF-α或IL-1β可直接作用于神經(jīng)元或其他免疫細胞表面受體,調節(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