于奕奕，楊 敏

（1.南方醫(yī)科大學(xué)，廣東 廣州 510515；2.南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院風(fēng)濕免疫科，廣東 廣州 510515）

組織蛋白酶與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的研究進(jìn)展

于奕奕1，楊 敏2

（1.南方醫(yī)科大學(xué)，廣東 廣州 510515；2.南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院風(fēng)濕免疫科，廣東 廣州 510515）

組織蛋白酶是一類溶酶體蛋白酶，在機(jī)體內(nèi)參與蛋白降解、抗原提呈、細(xì)胞凋亡等生理過程，且與腫瘤、哮喘、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、牙周炎等疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。近年來，研究發(fā)現(xiàn)組織蛋白酶與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中細(xì)胞外基質(zhì)的降解、血管翳的形成、炎癥等病理過程較為密切?，F(xiàn)就組織蛋白酶與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

組織蛋白酶；類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎；炎癥；免疫

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）是一類慢性自身免疫性疾病，其滑膜炎的持久反復(fù)發(fā)作最終可進(jìn)展為不可逆的關(guān)節(jié)破壞，其發(fā)病機(jī)制仍有待探明。組織蛋白酶（cathepsin，Cat）是一類溶酶體蛋白酶，近年來發(fā)現(xiàn)與RA中血管翳的形成、炎癥等病理過程較密切。本文就Cat與RA的研究進(jìn)展綜述如下。

1 Cat的概述

1.1 Cat的分類[1]

Cat是蛋白水解酶，位于溶酶體內(nèi)，是20世紀(jì)20年代才定義的酶。根據(jù)活性部位所含的氨基酸的不同。Cat可分為三類，即絲氨酸組織蛋白酶（如Cat A和Cat G）、天冬氨酸組織蛋白酶（如Cat D和Cat E）和半胱氨酸組織蛋白酶（如Cat B、L、H、S、K、F、V、X、W、O和C）。它們?cè)谌跛嵝原h(huán)境中易被活化，而在堿性和中性溶液中多不穩(wěn)定（除Cat D、E、S外）。

1.2 Cat結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[2]

Cat都具有由Asn175、His159和Cys25殘基組成的保守活性位點(diǎn)，這是其保守型氨基酸序列特點(diǎn)。在空間結(jié)構(gòu)上Cat也有高度保守的特點(diǎn)，除了Cat C為分子量約200 kDa的低聚體，成熟的Cat多為分子量20～35 kDa之間的單體。

1.3 Cat的功能

Cat水解底物的方式不盡相同，Cat D、E、F、G、K、L、S和V是肽鏈內(nèi)切酶，Cat A、C和X是肽鏈端解酶，而Cat B和H同時(shí)具備外切和內(nèi)切功能。在正常生理情況下，除蛋白降解外，Cat還參與抗原提呈、細(xì)胞凋亡、創(chuàng)傷修復(fù)、骨骼發(fā)育、激素前體和酶原的激活等生理過程；當(dāng)機(jī)體調(diào)節(jié)失控時(shí)，Cat也參與腫瘤、哮喘、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、動(dòng)脈粥樣硬化、牙周炎等疾病的發(fā)病機(jī)制[3]。

2 Cat在RA中的作用

2.1 Cat在RA中的表達(dá)

RA患者的關(guān)節(jié)滑液中Cat的表達(dá)增多。Tomas Weitoft等在對(duì)RA患者的研究中發(fā)現(xiàn)Cat L、S在滑液中的水平較在血清中顯著升高，而相較于抗體陰性的病人而言，ACPA，IgM-RF和IgA-RF陽性者中Cat L、S更高，且Cat L、S和DAS28、CRP有相關(guān)性[4]。Hou WS等在對(duì)RA、骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis，OA）患者及正常三種滑膜細(xì)胞的研究中發(fā)現(xiàn)Cat K主要表達(dá)于滑膜成纖維細(xì)胞及受侵蝕軟骨處的單核巨噬樣細(xì)胞，并且RA樣本中Cat K的表達(dá)高于OA的2～5倍，而正常樣本中Cat K的表達(dá)量極少，且僅限于滑膜成纖維細(xì)胞。Cat S主要表達(dá)于CD68+巨噬細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞、并指狀樹突細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞，它在RA和OA兩種樣本的表達(dá)沒有顯著性差異[5]。H. Taubert等發(fā)現(xiàn)RA患者切除的滑膜組織有Cat D、B、L的表達(dá)，且表達(dá)量依次遞減[6]。

2.2 Cat與血管增生的關(guān)系

絕大多數(shù)RA患者病變關(guān)節(jié)腔內(nèi)會(huì)出現(xiàn)血管翳，目前認(rèn)為RA血管翳的維持和形成的一個(gè)重要因素是新血管生成[7]。Cat在內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)、遷移、新生血管形成過程中有重要作用。通過降解細(xì)胞外基質(zhì)和血管基底膜、促使基質(zhì)彈性生長(zhǎng)因子的釋放，Cat可對(duì)新生血管形成和血管內(nèi)皮細(xì)胞的遷移產(chǎn)生有利影響。Bing Wang等研究發(fā)現(xiàn)缺乏Cat S可使血管生成受損，而缺乏其內(nèi)源性抑制劑-胱蛋白酶抑制劑時(shí)結(jié)果卻相反[8]。Burden RE等在對(duì)結(jié)直腸癌研究中發(fā)現(xiàn)Cat S抑制劑可阻斷腫瘤的侵蝕和血管生成[9]。Chiappelli M等研究認(rèn)為缺氧導(dǎo)致的環(huán)氧化酶-2的高表達(dá)對(duì)Cat D有明顯的抑制作用，使后者的抗血管生成作用受抑制、血管密度增加[10]。TGF-β信號(hào)通路由Cat G介導(dǎo)，通過上調(diào)VEGF和MCP-1的表達(dá)促進(jìn)血管生成[11]。

2.3 Cat與促炎細(xì)胞因子的關(guān)系

白細(xì)胞介素-1（IL-1）、IL-6、IL-8和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等促炎細(xì)胞因子在RA局部和全身免疫反應(yīng)中占有重要作用。研究表明，Cat可以通過直接或間接調(diào)節(jié)這些促炎細(xì)胞因子的活性來參與RA的發(fā)病過程。Cat G可以增強(qiáng)IL-1β、IL-8和TNF-α的活性，而在炎癥部位Cat G卻降低IL-6的活性[12]。有研究表明在炎癥部位人成纖維細(xì)胞分泌的Cat L同樣通過限制N端的剪切增強(qiáng)IL-8的活性[13]。Ha等發(fā)現(xiàn)包含TNF-α的囊泡胞吐過程可能與細(xì)胞內(nèi)活化的Cat B有關(guān)[14]。某些特定的促炎細(xì)胞因子同樣可以調(diào)節(jié)Cat的活性。IL-6和IL-10可以通過改變微環(huán)境PH值部分調(diào)節(jié)Cat的活性。

3 Cat為靶點(diǎn)治療RA的策略與展望

目前治療R A的藥物主要有非甾體類抗炎藥（NSAIDs）、抗風(fēng)濕性藥物（DMARDs）及生物制劑。NSAIDs類藥物在減輕疼痛和炎癥方面發(fā)揮重要的作用，與此同時(shí)，卻增加了胃腸道及心血管事件的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。DMARDs類藥物可能通過早期作用于T淋巴細(xì)胞抑制炎癥細(xì)胞因子如TNF-a、IL等的釋放等機(jī)制發(fā)揮藥理作用。生物制劑（包括TNF-α抗體、TNF-α拮抗劑、IL-1抗體）是目前認(rèn)為最有效的藥物，可以減輕疾病TNF-α和IL-1依賴的炎性活動(dòng)，然而隨之而來的嚴(yán)重的感染風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視。而且這幾類藥物僅僅是以某種方式發(fā)揮抗炎作用，均不能有效的阻止軟骨侵蝕的進(jìn)展[15]。因此，干預(yù)Cat可為RA提供一種新的治療思路。目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有許多研究機(jī)構(gòu)和制藥公司研發(fā)Cat抑制劑用于治療包括RA在內(nèi)的自身免疫性疾病、骨質(zhì)疏松癥等疾病。鑒于RA發(fā)病機(jī)制中存在兩種相對(duì)獨(dú)立的病理過程——炎癥和關(guān)節(jié)破壞，研發(fā)Cat S和K的聯(lián)合抑制劑治療RA也是值得人們進(jìn)一步研究、探索的熱點(diǎn)。

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本文編輯：李新剛

R593.22

A

ISSN.2095-8242.2017.027.5342.02