耿彥婷， 張軍平， 徐士欣， 呂仕超

(天津中醫(yī)藥大學1研究生院，2第一附屬醫(yī)院，天津300193)

過氧化物酶體增殖物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptors，PPARs)屬于核受體超家族，它們通過調(diào)控靶基因轉(zhuǎn)錄參與體內(nèi)多種生理病理過程。近年來，隨著藥理學及臨床醫(yī)學對PPARs的深入研究，其潛在的抗炎效應引起了人們的廣泛關注。據(jù)報道，激活PPARs是他汀類藥物產(chǎn)生抑炎效應的實現(xiàn)途徑之一。他汀類能夠激活PPARγ并抑制LPS誘導的巨噬細胞的細胞因子表達［1］。Sugamura等［2］的研究結論也支持該項發(fā)現(xiàn)，其數(shù)據(jù)顯示他汀類通過激活PPARγ穩(wěn)定動脈粥樣硬化斑塊，并且聯(lián)合應用辛伐他汀與PPARγ激動劑，在抑制動脈粥樣硬化斑塊的治療中顯示出積極療效。這一發(fā)現(xiàn)為PPARs干預多種慢性非細菌性致炎疾病如動脈粥樣硬化、糖尿病等，提供了有力證據(jù)。而Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)-核因子κB(nuclear factor，NF-κB)信號通路是人體炎癥與免疫應答的主要組成部分。本文就PPARs與TLR-NF-κB信號通路在準炎癥反應狀態(tài)下及病理性炎癥反應狀態(tài)下的相互作用作一綜述。

炎癥反應是機體清除及隔離干擾源以使機體適應異常環(huán)境，并最終使組織恢復正常功能及內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的過程，既包含生理性和病理性兩方面，還包括介于生理與病理之間的亞臨床性準炎癥反應(parainflammation)?！吧硇匝装Y反應”的來源是基于病理性炎癥反應而提出的，它通過高度調(diào)控的免疫應答和低水平的炎癥反應使組織能夠在一定程度上耐受內(nèi)源性及外源性損傷并保持結構及功能的完整性，是機體維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的途徑之一，是可控的和對機體有益的。若損傷持續(xù)并加重，出現(xiàn)組織應力和功能失調(diào)時，會誘導準炎癥反應的發(fā)生。Para-inflammation的誘導物為內(nèi)源性組織功能不良及代謝異常產(chǎn)生的過氧化脂蛋白、糖基化終末產(chǎn)物等，主要由組織定居巨噬細胞及募集至損傷局部的巨噬細胞、少量白細胞及血漿蛋白介導，誘導物觸發(fā)巨噬細胞為主的吞噬作用介導的致炎復合物的激活，并進一步觸發(fā)炎性瀑布。與此同時，機體抑炎機制也會激活，使機體對para-inflammation產(chǎn)生適應性，并將機體內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)至新一水平，并在這一水平保持穩(wěn)定平衡狀態(tài)。而若組織功能不良持續(xù)存在，超過了para-inflammation中抑炎機制的可調(diào)控范圍，則炎癥反應狀態(tài)切換至病理性炎癥反應模式，導致慢性非細菌性炎性疾病如動脈粥樣硬化、肥胖癥、2型糖尿病及哮喘等［3-5］。PPARs與TLR-NF-κB信號通路在組織para-inflammation狀態(tài)下的炎癥反應穩(wěn)態(tài)中存在交互作用，但隨著病理因素不斷遞增，其作用模式亦會隨之切換至病理性炎癥反應狀態(tài)。以下就分別基于此兩種機體炎癥反應微環(huán)境下PPARs與TLR-NF-κB信號通路之間的相互作用作以下綜述。

1 基于para－inflammation的PPARs與TLRNF－κB信號通路間的相互作用

TLRs敲除的巨噬細胞低密度基因組剖析表明，PPARs抑制基礎水平的炎癥反應，并且PPARs失表達可誘發(fā)促炎狀態(tài)［6］。研究表明巨噬細胞PPARγ表達缺失會造成促炎基因表達增加，進而導致相應實驗模型對潰瘍性結腸炎及動脈粥樣硬化等疾病的易感性增加［7］。

1.1 PPARγ與TLRs的交互作用 有研究顯示，在巨噬細胞中，PPARγ激動劑抑制TLRs靶基因的表達［8］。且已證實，PPARγ配體激動劑15d-PGJ2可抑制HT-29細胞表達TLR4 mRNA及蛋白［9］。其作用機制可能為:在巨噬細胞內(nèi)，多數(shù)炎癥反應的靶基因在核受體輔助抑制因子(nuclear receptor corepressor，NCoR)/類維生素A及甲狀腺激素受體沉默介導子(silencing mediator of retinoid acid and thyroid hormone receptor，SMRT)復合物的作用下維持在“壓抑靜息狀態(tài)”，此兩者的解離是觸發(fā)模式識別受體如TLRs啟動轉(zhuǎn)錄激活的扳機［10］。研究顯示，配體激活的PPARγ通過小泛素相關修飾蛋白1(small ubiquitin-related modifier protein 1，SUMO1)介導的活化STAT蛋白抑制因子1(protein inhibitor of activated STAT 1，PIAS1)依賴性SUMO化修飾引發(fā)構象改變，SUMO化修飾后的 PPARγ與模式識別受體(如TLRs)誘導的基因啟動區(qū)的NCoR復合物結合，進而抑制了信號依賴的NCoR轉(zhuǎn)離。使得NCoR復合物繼續(xù)發(fā)揮抑制作用，從而減弱TLRs介導的致炎信號的轉(zhuǎn)錄激活，抑制炎癥反應與免疫應答［11］。

TLR4是人類最早發(fā)現(xiàn)的TLR相關蛋白，與多種非細菌性慢性疾病有關，亦是內(nèi)毒素/脂多糖應答的主要受體。TLR4可識別來源于糖尿病脂肪組織及動脈粥樣硬化斑塊中的壞死細胞釋放的尿酸、高遷移率族蛋白B1和熱休克蛋白。此外，代謝功能異常的組織產(chǎn)生的游離脂肪酸和氧化低密度脂蛋白等亦是其內(nèi)源性配體［12-14］。TLR4與配體特異性結合形成同源或異源二聚體，TLRs的TIR(Toll/IL-1 receptor)區(qū)域接受信號轉(zhuǎn)導后，與不同的接頭蛋白連接，從而激活多種信號通路。目前已發(fā)現(xiàn)4種正向調(diào)節(jié)接頭蛋白:髓樣分化因子88(myeloid differentiation factor 88，MyD88)、類MyD88接頭蛋白(MyD88 -adaptor-like protein，MAL)/包含TIR結構域的接頭蛋白(TIR domain-containing adaptor protein，TIRAP)、誘導IFN-β的包含TIR結構域的接頭蛋白(TIR domain-containing adaptor protein inducing IFN-β，TRIF)/包含TIR結構域的接頭分子1(TIR domain-containing molecule 1，TICAM1)及TRIF相關接頭分子(TRIF-related adaptor molecule，TRAM)/包含TIR結構域的接頭分子2(TIR domain-containing molecule 2，TICAM2)。還有1種負向調(diào)節(jié)接頭蛋白SARM蛋白(sterile α and armadillo motif-containing protein)，它能阻斷接頭蛋白TRIF依賴的信號轉(zhuǎn)導［15-16］。TLR4在接頭蛋白TRAM(或TICAM2)的參與下與TRIF結合，進而促進TRIF依賴的NF-κB激活，而SARM能夠抑制該激活過程。SARM被認為可通過直接結合TRIF或抑制其與下游主要蛋白的結合來負向調(diào)節(jié)TRIF依賴的信號轉(zhuǎn)導，而非MyD88［17］。

轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的激活即是TLR4復合物TLR4-MD-2-CD14介導的［18］，主要通過以下兩個途徑:(1)TLRs信號轉(zhuǎn)導的 MyD88依賴機制: MyD88依賴途徑主要由兩種接頭蛋白參與，MyD88和TIRAP/MAL，它們通過結合IL-1受體相關激酶(IL-1 receptor-associated kinase，IRAK)啟動TRAK6/IKK復合物的活化，從而導致NF-κB的早期迅速激活［19-20］。(2)TLRs信號轉(zhuǎn)導的MyD88非依賴機制:MyD88非依賴途徑是由 TRIF/TIR、TICAM1與TRAM/TICAM2誘導的晚期NF-κB激活［20-21］。而有研究表明PPARs可通過MyD88非依賴通路參與NF-κB與TLRs信號轉(zhuǎn)導，然而其作用機制是否與接頭蛋白SARM有關尚屬未知。

1.2 PPARs與NF-κB的相互作用 PPARs可通過直接抑制NF-κB介導的para-inflammation，或調(diào)控糖、脂代謝間接抑制致炎信號的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)導。PPARs對NF-κB的抑制作用可通過以下多種機制介導。

1.2.1 基于轉(zhuǎn)錄激活模式的相互作用 PPARs參與轉(zhuǎn)錄激活的方式主要為配體依賴的轉(zhuǎn)錄激活。當特異性配體與PPARs配體結合區(qū)結合后，使其發(fā)生構象改變，與輔助抑制因子(corepressor)解離，然后與類視黃醇X受體(retinoid X receptor，RXR)結合形成異源二聚體，而后與靶基因啟動子和/或增強子區(qū)域上游的過氧化物酶體增殖物反應元件(peroxisome proliferator response element，PPRE)結合，進而募集輔助激活因子(coactivator)，在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)控靶基因表達［22-23］。在靜止細胞內(nèi)，NF-κB通過其Rel同源區(qū)(Rel homology domain，RHD)與其抑制蛋白IκB (inhibitor of NF-κB)的錨蛋白重復序列區(qū)(ankyrin repeat domain，ARD)結合，而以無活性的形式存在于胞漿中。細胞受到外界刺激時，IκB上游的IκB激酶(IκB kinase，IKK)被激活，使得IκB發(fā)生磷酸化并降解，NF-κB被釋放出來進入細胞核發(fā)揮轉(zhuǎn)錄激活活性［24］。Eun等［25］研究顯示，PPARγ配體激動劑15d-PGJ2刺激HT-29細胞后，使LPS誘導的IκBα降解延遲，表明在腸癌細胞內(nèi)，PPARγ可以通過配體依賴的轉(zhuǎn)錄激活模式抑制IκB降解及激活IκB激酶，從而下調(diào)NF-κB活性。

1.2.2 與NF-κB亞基的直接作用 據(jù)報道，NF-κB與PPARγ在信號轉(zhuǎn)導水平存在交互作用。例如，在脂肪組織中，NF-κB p65(RelA)與PPARγ結合，抑制 PPARγ/RXRa與靶基因的結合。相反地，PPARγ與NF-κB p65(RelA)結合導致NF-κB出核轉(zhuǎn)運，進而抑制了NF-κB介導的炎癥基因表達［26］。

1.2.3 基于輔助激活因子與輔助抑制因子的相互作用 PPARs可通過與輔助抑制因子結合并維持其穩(wěn)定性參與基因的反向調(diào)節(jié)。SUMO化修飾的PPARγ與NF-κB靶基因啟動子結合，并通過進一步結合輔助抑制因子，抑制NF-κB靶基因表達［10］。與此同時，它還可釋放輔助抑制因子，使其與NF-κB結合，最終抑制NF-κB靶基因表達。

PPARs與轉(zhuǎn)錄因子如活化蛋白 -1(activator protein-1，AP-1)、NF-κB及信號轉(zhuǎn)導蛋白競爭輔助激活因子，從而抑制NF-κB及AP-1活化，進而減少其靶基因的表達［27］，抑制轉(zhuǎn)錄因子介導的炎癥瀑布。

總之，para-inflammation狀態(tài)下，機體炎癥反應在致炎與抗炎信號的代謝控制下保持相對的穩(wěn)態(tài)，而TLRs、NF-κB與PPARs之間相對的濃度與活性，在致炎信號的相對穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。

2 PPARs與TLR－NF－κB信號通路在病理性炎癥反應狀態(tài)下的相互作用

若損傷及para-inflammation持續(xù)存在，并發(fā)展為慢性疾病，如炎癥性腸病或冠狀動脈粥樣硬化性心臟病等，TLR-NF-κB信號通路的大量激活破壞了其與PPARs之間的平衡狀態(tài)，抑制PPARs的表達，中和了PPARs的潛在抗炎效應，導致致炎反應增強。在巨噬細胞介導的炎癥性疾病中，如潰瘍性結腸炎、動脈粥樣硬化、肺結節(jié)病等，PPARγ轉(zhuǎn)錄活性的下調(diào)是NF-κB促發(fā)炎癥反應的重要組成部分。

Necela等［21］的研究顯示，LPS干預的巨噬細胞中，PPARs的表達受到抑制。而對于敲除巨噬細胞TLR4的小鼠，LPS對PPARs的表達卻沒有影響，然而重新表達功能性TLR4后，LPS又會恢復對PPARs表達的抑制作用，說明LPS對于PPARs表達的抑制作用是通過激活TLRs實現(xiàn)的。LPS激活TLRs后，PPARγ表達減少，導致基礎水平的促炎因子急劇增加，包括趨化因子、白細胞介素、細胞間黏附分子及其它致炎因子。以上研究表明內(nèi)源性PPARγ的抗炎作用在維持基礎水平或para-inflammation中起到重要作用，但還不足以抑制LPS誘導的炎癥反應，而產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因要歸咎于TLRs信號通路的激活對PPARs表達的影響。而與之相對的，另一研究表明LPS刺激誘導的TLR4激活可增加PPARγ表達。

Necela等［21］的研究還顯示，應用MAPK/ERK激酶1/2(MAPK/ERK kinase 1/2，MEK1/2)、p38絲裂原活化蛋白激酶、c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase，JNK)以及AP-1抑制劑靶向抑制TLR4通路，未顯示出LPS作用下 PPARs的下調(diào)作用。然而，靶向抑制NF-κB必須調(diào)節(jié)蛋白(NF-κB essential modulator，NEMO)、IκB和NF-κB卻可阻斷LPS誘導的巨噬細胞中PPARs的下調(diào)，表明TLR4激活能夠通過NF-κB依賴機制抑制PPARγ mRNA合成。研究表明，PPARγ與NF-κB的交互作用并非通過兩者蛋白-蛋白間相互作用，而是通過NF-κB介導的影響PPARγ mRNA合成的作用產(chǎn)生。這種NF-κB依賴的PPARγ表達缺失是在激活巨噬細胞TLR4后產(chǎn)生的，TLRs活化破壞了NF-κB與PPARγ的促炎與抗炎作用之間的平衡，造成促炎信號表達增強，從而影響巨噬細胞功能。

祖克爾糖尿病高脂血癥(Zucker diabetic fatty， ZDF)大鼠及PPARβ/δ缺乏小鼠的白色脂肪組織中，可檢測到NF-κB活性及ERK1/2磷酸化水平升高。而在體研究顯示，ZDF大鼠與瘦型小鼠對比，其白色脂肪組織中PPARβ/δ表達減少，PPARβ/δ的 DNA結合活性減弱，同時致炎分子白細胞介素6(interleukin 6，IL-6)表達增加、NF-κB的DNA結合活性增強。再者，PPARβ/δ缺乏小鼠與野生型小鼠相比，IL -6表達與NF-κB的 DNA結合活性均增加［28］。此外，以PPARγ作為致炎疾病的治療靶點，在發(fā)病后給予治療劑量的PPARγ合成配體噻唑烷二酮類藥物，卻未顯示出期望療效，這就是由于PPARγ下調(diào)導致的。

3 結語

綜上所述，PPARs與TLR-NF-κB信號通路的調(diào)節(jié)反饋環(huán)路是在準炎癥反應中實現(xiàn)的。在未被激活的巨噬細胞中，PPARs可抑制NF-κB信號通路介導的炎癥信號轉(zhuǎn)導;然而，在病理性炎癥反應中，TLR4的活化致使NF-κB下調(diào)PPARs表達，進而削弱了PPARs的潛在抗炎效應。但針對PPARs與TLR-NF-κB信號通路內(nèi)在機制的現(xiàn)有研究結論仍存在許多盲點及相互矛盾之處，故應進一步探討研究方法并促使完善、科學、嚴謹、可復制的研究平臺的研發(fā)及推廣，以使未來PPARs與TLR-NF-κB信號通路的內(nèi)在機制相關研究更趨明朗。

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