MSU晶体介导的痛风性关节炎的炎症机制.pdf

M S U 晶体介导的痛风性关节炎的炎症机制谢蓓蓓苏厚恒痛风是一组由嘌呤代谢紊乱引起的以单钠尿酸盐(m o n o s o d i u mu r a t e，M S U)晶体沉积为特征的疾病，以痛风性关节炎最常见。痛风性关节炎的急性发作是一种急性无菌性炎症反应。最近相关研究表明，白细胞介素(i n t e r l e u k i n-1，I L-1 1 3)的生成在痛风性关节炎中起着非常重要的作用。N A L P 3(N A C H T L R R-P Y D c o n t a i n i n gp r o t e i n s)参与了痛风性关节炎的炎症激活，能将前体m-1 1 3 转换为分泌的活化形式，与痛风性关节炎的炎症反应有着密切的联系。现将M S U 晶体介导的痛风性关节炎的炎症机制综述如下。一、M S U 晶体的识别机制M S U 晶体表面亲水性很强，平均作用力为3 7 4m V，它在p H 值中性时去质子化。和许多固体结构一样，M S U 晶体也能吸附调节蛋白和其他血清因子，如与抗体免疫复合物、补体片段和其他的调理物质结合两引发激活事件。1 抗体：体内抗体可黏附在M S U 晶体表面，而且大部分抗体是I l 科1 1。抗体黏附的M S U 晶体可出现在周围单核细胞的吞噬体内，因为抗体免疫复合物能有效地触发F c 受体介导的吞噬作用，所以M S U 晶体的吞噬机制与这特征有着非常重要的联系。2 细胞表面蛋白受体：传统的识别机制主要指质膜蛋白质体与配体相互作用从而触发下游的信号通路。虽然这一机制在M s u 晶体的识别中尚未得到完全证实，但是，C D l 6、C D ll b、T o l l 样受体(T o l l l i k er e c e p t o r s，T L R)2、T L R 4、C D l 4 已确定在M S U 晶体的识别中发挥作用。C D l 6 C D 3 2 是l g G F c 的受体，通常情况下，它们与抗体免疫复合物相互作用，促进初期炎性细胞因子的产生、趋化和吞噬。据报道C D l 6 和C D ll b 可直接作为M S U 晶体的受体，从而直接绕过抗体【2”。抗C D l 6 和C D ll b 的抗体通过一系列下游事件(如S y k 的磷酸化和钙动员)，可以选择性地抑制M S U 晶体引起的嗜中性粒细胞激活嘲。近年来对且进行了大量的研究。T L R 最初只作为检测微生物的一种手段。然而，已经发表的大量文献研究表明它们还参与了许多其他物质(包括M S U 晶体)的识别。T L R 是固有免疫系统中一类重要的模式识别受体(p a t t e r nr e c o g n i t i o nr e c e p t o r s，P R R)，广泛参与对病原相关分子模式(p a t h o g e n a s s o c i a t e dm o l e c u l a rp a t t e r n s，脚L M P)的识别及对内源性危险信号相关分子模式(d a n g e r a s s o c i a t e dm o l e c u l a rp a t t e r n s，D A M P)的感知，产生相应的免疫应答及炎症反应。尿酸就是由死亡或损伤的细胞释放的内源性危险信号，T L R 从D O I：1 0 3 8 7 7 c m a d i s s a x l 6 7 4-0 7 8 5 2 0 1 3 1 6 0 4 2作者单位：2 6 6 0 1 1山东省，青岛大学医学院(谢蓓蓓)；青岛市市立医院免疫风湿科(苏厚恒)通讯作者：苏厚恒，E m a i l：l i a n g b e i 2 0 1 1 6 3 C O I T I综述而可感知这一内源性危险信号相关分子模式，继而产生相应的炎症反应。T L R 是I 型跨膜受体，胞外有一个富含亮氨酸重复序列(L R R)的结构域，其与配体结合参与T L R 二聚体的形成：胞内为T o l l 白细胞介素(也)-1 受体结构域(T I R)，介导T L R与信号转导分子之间的相互作用。革兰阴性菌的脂多糖、革兰阳性菌的肽聚糖能够被T L R 识别并激活T L R，活化的T L R 通过其T I R 与胞质内衔接蛋白如髓样分化因子(m y e l o i dd i f f e r e n f i 撕0 1 1p r i m a r yr e s p o n s ep r o t e i n8 8，M y D 8 8)C 端的T I P 结合形成复合物，募集、激活I L-1 受体相关激酶(I L-1 R-a s s o c i a t e dk i n a s e，I R A K)；1 R A K 再与肿瘤坏死因子(T N F)受体相关因子6(T R A F 6)】结合，激活 转化生长因子(T G F)-D 活化激酶(T A K I)】，进而激活转录因子N F 曲，启动i L-i p 特异性前体p r o-I L-l p 基因的转录和表达。但是C h e n 等【4】将M S U 晶体注入野生型和T L R-I、T L R-2、T L R-3、T L R-4、R _ 6、T 跌-7、T L R-9、T L R-1 1 缺陷的小鼠腹腔却发现这些T L R 缺陷鼠的腹腔中性粒细胞侵入并没有受到抑制；而M y D 8 8 和I L-1 R 缺陷鼠的炎症应答却减轻，提示死R J、震2，死R o，疆震4，疆詹6、皿震7 死R 矽，死R JJ在M S U 晶体介导的炎症反应中不是必需的，可能是另外一些未知因素参与M y D 8 8 依赖的I L-1 1 B 的活化。3 脂质排序：最近提出M S U 晶体的识别机制是外力诱导下的膜脂质排序，核心假说是M S U 晶体和许多其他固体结构一样没有受体。由于固体表面是由分子紧密排列成网格状(可溶性物质或蛋白质没有这一特性)，其表面的一些化学基团可与细胞膜直接结合。细胞膜的流动性使脂质排序更具有灵活性，其与固体表面相互作用也更方便。因此。固体表面与膜相互作用，并进一步诱导蛋白质聚集并嵌入膜脂中是可能的。目前存在的问题是脂质排序如何将信号传导到细胞内。一些研究者利用原子力学显微镜发现M S U 晶体以及其他固体结构，如乳胶珠，可以与树突状细胞表面的脂质I s 尤其是胆固醇发生直接相互作用。这种作用导致脂质排序和脂筏聚集，这可以通过表面标志性脂质的聚集而探测到。此过程将引发许多非特异性信号分子的积累，特别是那些含免疫受体酪氨酸活化基序的信号分子，继而将s y k 激酶募集到接触界面。随后将产生磷酸肌醇3 激酶(P B K)介导的对M S U 晶体的吞噬过程。这一系列事件主要依赖膜脂成分和细胞流动性，并不需要任何已知的受体。即使细胞表面的蛋白质被蛋白酶去除，仍然可以观察到吞噬现象，这更加突出了脂质的作用。S 啦是S 啦激酶家族中的一个成员。s y k 是由一些如F o R 7链和D A P l 2 上的酪氨酸受体活化激序(r r A M)募集到内膜的，在一个固定的激活模式下，配体介导的含I T A M 的受体将在S r e万方数据家族协同下发生磷酸化。这类似于Z A P-7 0 结合于T、B 细胞上的T、B 细胞受体复合物(T C R、B C R)上的I T A M。S y k 的募集导致C A R D 9 的激活，而后者可控制前体m-l l B 的合成旧。二、活化途径介导细胞活化的信号转导途径和M S U 晶体的识别机制类似，呈现多种多样性。其中N A L P 3 被认为在痛风性关节炎的炎症激活中发挥着重要作用，它能够进一步介导炎症因子的产生，促发级联反应。1 N A L P 3：N A L P 3 被认为参与了M S U 晶体介导的炎症激活，与痛风性关节炎炎症反应有着密切的联系【刀。N A L P 3 主要通过富含亮氨酸重复序列(L R R)识别尿酸，N A L P 3 调节蛋白酶1 的活性，能将前体I L-1 1 3 和前体I L-1 8 转换为分泌的活化形式。这一信号通路受到极大的关注，并引起了此领域许多专家对痛风新治疗方法的进一步探讨。N A L P(N A C H T L R R-P Y D-c o n t a i n i n gp r o t e i n s)是N O D 样受体(N O D-l i k er e c e p t o r s，N L R)家族中的亚族之一，是近年来在炎症反应中出现的一个胞质蛋白家族I S 。与T L R 一样，它是固有免疫系统识别病原体的一类重要感受器，广泛参与对P A M P 的识别，同时也可以感知内源性危险信号相关分子模式(d a n g e r-a s s o c i a t e dm o l e c u l a rp a t t e r n s，D A M P s)，引起相应的炎症反应肛1 0 1。N L R P 蛋白家族主要由3 个共同的基本结构域组成：(1)富含亮氨酸重复序列(u 淑)结构域：位于N L R P 分子c 端的富亮氨酸区域，是个含2 0 -2 9 个残基序列的区域；(2)N A C H T结构域：位于N L R P 分子的中央。它对于N L R P 分子的寡聚体化和活化非常重要，其C 端包含一个N A C H T 相关结构域(N A C H T a s s o c i a t e dd o m a i n，N A D)；(3)效应结构域：位于N L R P 分子N 端的一个热蛋白结构域(p y r i nd o m a i n，p、m)。N L R P 3 是N L R P 蛋白家族中的个典型代表，当N L R P 3 识别的配体直接或间接地结合于L R R 时，N L R P 3 被活化而且构象发生变化，暴露出N A C H T 结构域，通过A T P 聚合形成高度有序的N L R P 3 蛋白寡聚体。随后通过其效应结构域P Y D 募集凋亡相关斑点样蛋白(a p o p t o s i s-a s s o e i a t e ds p e c k-l i k ep r o t e i n，A S C)和带有半胱天冬酶活化募集结构域(c a s p a s ea c t i f i f i n ga n dr e c r u i t m e n td o m a i n，C A R D)的c a s p 弱e 1，形成复杂的复合物即N I _ 啦3 炎性体(N L R P 3i n f l a m m a s o m e)。A S C 的C A R D 与c a s p a s e 1 的C A R D 区相互作用。活化的c a s p a s e 1，也称白细胞介素m-1 1 3 转化酶诱导激活m-1 1 3 前体。并将I L-1 1 3 的前体在天冬氨酸裂解，形成活化的成熟I L-1 1 3 分泌到胞外产生各种免疫反应 1 1-1 3 J。A S C 还参与N F-r B 信号通路的调节。S t e h l i k 等 1 4】体外研究显示A S C 在N F-r d 3 信号通路具有双重调节特性。A S C 与N L R P 3 结合能够导致N F-r B 的活化，而仅存在A S C 时，它通过抑制细胞内I K B 激酶(I K K)的磷酸化来抑制N F-r B 的活化，减少促炎因子的转录n y j。l a u n k a n f i 掣1 6 1 研究表明e a s p a s e 1 也可以激活N F r B，并发现N F 柚的激活与I L-1 1 3 的成熟同时发生。T s c h o p p 研究小纠1 7 1 2 0 0 6 年报道，M S U 和C P P D 介导的炎症反应需要N A L P 3 和A S C 的参与。这两种基因任何一种缺陷的小鼠巨噬细胞都不能将前体I L-1 1 3 转化为活化形式。这些基因缺陷的小鼠在注射M S U 晶体后，腹腔内标记的中性粒细胞浸润减少。这一开创性的发现揭示了痛风炎症的重要机制