武 琦，周 瑤，馮凡超，金譯涵，王志超，周賢梅

（徐州醫(yī)科大學：1生理學教研室，2病理生理學教研室，江蘇 徐州221000；3南京中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院，江蘇南京210029）

0 引言

肺纖維化是一種以慢性彌漫性肺間質(zhì)纖維增生和限制性通氣功能障礙為基本特點的肺間質(zhì)性疾病，其主要病理特點為成纖維細胞大量增殖和細胞外基質(zhì)的堆積，進而引起彌漫性肺泡炎，導致肺泡的單位發(fā)生結(jié)構(gòu)紊亂，從而影響肺功能［1］。目前對于肺纖維化發(fā)病機制的研究一直是國內(nèi)外醫(yī)學界的研究熱點和難點，以往的研究多集中于成纖維細胞增殖、分化、活化和膠原的分泌等方面，學者們也普遍認為肺部的炎癥反應(yīng)在肺纖維化的發(fā)生發(fā)展中的作用有限，然而，近年來的研究［2-4］發(fā)現(xiàn)，白細胞介素（interleukin， IL）、腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor， TNF）、前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）等在肺纖維化的進展中起著關(guān)鍵作用。其中，IL-17不但可通過介導絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases， MAPK）、糖原合成酶 3β（glycogen synthase kinase-3β， GSK3β）、核轉(zhuǎn)錄因子（nuclear factor κB，NF-κB）等相關(guān)信號通路調(diào)控氧化應(yīng)激、凋亡、自噬等相關(guān)生物學效應(yīng)，同時可與其他相關(guān)細胞因子協(xié)同發(fā)揮作用，共同促進肺纖維化的進展。本文就IL-17在肺纖維化中的作用作一綜述。

1 IL-17及其生物學效應(yīng)

IL-17作為一種分泌性蛋白，由150～180個氨基酸組成。目前所知的IL-17家族有IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E和IL-17F這6個成員，而其作用受體包括 IL-17RA、IL-17RB、IL-17RC、IL-17RD 和IL-17RE［5］。其中IL-17A是IL-17家族中具有代表性的成員，在通常情況下，IL-17即是指IL-17A。IL-17A與IL-17F在結(jié)構(gòu)上比較相近，IL-17B、C、D、E則與IL-17A之間的同源性很低。IL-17的家族成員必須形成同源或者異源二聚體才能發(fā)揮生物學效應(yīng)［6］。

IL-17必須與其細胞膜上的IL-17R受體結(jié)合才能發(fā)揮作用，IL-17R是一種單次跨膜蛋白，多在上皮細胞、星狀細胞、成纖維細胞和造血細胞中表達，而在造血組織中的表達水平最高［7］。IL-17的效應(yīng)細胞主要有表皮細胞、內(nèi)皮細胞、成纖維細胞，此外巨噬細胞、樹突狀細胞、淋巴細胞等對 IL-17也有一定的反應(yīng)。目前，研究［8］表明，IL-17可直接參與多種炎癥性疾病和自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展，同時，IL-17作為一種多功能的細胞因子，同時具備強大的募集各種炎性細胞和粒細胞的功能，如可使單核巨噬細胞、淋巴細胞等細胞聚集，并能促進釋放TNF-α、IL-6等多種炎性細胞因子。

2 IL-17與肺纖維化的關(guān)系

有學者［9］首先在囊性纖維化患者氣道中檢測到IL-17存在，而在患者的痰液中IL-17濃度增加更為顯著，同時IL-17水平與患者病變的嚴重程度呈正相關(guān)，而當給予相關(guān)治療后發(fā)現(xiàn) IL-17水平則有所下降，提示IL-17可能參與了肺纖維化的進展。Wilson等［10］通過建立不同的肺纖維化體內(nèi)模型，發(fā)現(xiàn)IL-17可能聯(lián)合了TGF-β1共同促進膠原蛋白的合成和分泌，加快肺纖維化的發(fā)生發(fā)展。Lo等［11］用二氧化硅建立肺纖維化模型，發(fā)現(xiàn)IL-17的上調(diào)水平與肺纖維化的病變程度密切，進一步通過給予基因敲除小鼠（IL-17R-／-）中和 IL-17 的抗體，發(fā)現(xiàn)當 IL-17R 基因被敲除后，給予IL-17的中和抗體，并沒有使二氧化硅誘導的慢性炎癥程度減弱，同時TGF-β1的表達水平也沒有明顯降低，提示IL-17及其受體IL-17R可能參與二氧化硅誘導的肺纖維化。另有學者［12］通過提取原代小鼠肺成纖維細胞，給予IL-17干預(yù)后發(fā)現(xiàn)，肌成纖維細胞的標志性蛋白α-SMA明顯增加，表明IL-17能夠促進肺成纖維細胞向肌成纖維細胞轉(zhuǎn)化。以上研究均提示 IL-17可能參與了肺纖維化的發(fā)展過程，IL-17水平在一定程度上可反映出肺纖維化的病變程度。

3 IL-17參與肺纖維化的作用機制

3.1 MAPK信號通路MAPK信號通路是一類重要的生長信號調(diào)節(jié)蛋白，在胞質(zhì)和胞核信號傳遞中起著樞紐作用，在細胞的增殖、分化、免疫應(yīng)答等相關(guān)的生理過程中具有重要的調(diào)節(jié)作用。研究［13］表明，哺乳動物的MAPK家族主要包括三大類，即p38、c-Jun氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinases，JNK）和細胞外信號調(diào)節(jié)激酶（extracellular signal-regulated kinases，ERK）。MAPK信號通路的激活是通過三級激酶級聯(lián)反應(yīng)完成的，即MAPKKK→MAPKK→MAPK，而不同的刺激能夠激活MAPK家族中不同信號通路，從而介導相應(yīng)的生物學效應(yīng)。研究［14］表明MAPK信號通路受多種炎癥因子的調(diào)節(jié)，其中IL-17在其中發(fā)揮著重要的作用。

近年有報道［15］表明，IL-17通過調(diào)控p38信號通路參與肺纖維化發(fā)生發(fā)展的過程。有學者［16］研究發(fā)現(xiàn)，博來霉素誘導的肺纖維化小鼠肺泡灌洗液中IL-17的水平明顯升高，同時p38蛋白的磷酸化水平顯著上調(diào)，而當toll樣受體被阻斷后，使得分泌IL-17的TH17被抑制，p38蛋白的磷酸化水平明顯下調(diào)，同時肺纖維化程度得到明顯緩解，這表明，IL-17可能是通過誘導p38蛋白的磷酸化促進肺纖維化進展。此外，另有研究［17］證實，p38在被IL-17等炎性細胞因子激活的同時又可促進包括IL-17、TNF-α、IL-6在內(nèi)的多種炎性細胞因子的分泌，從而形成惡性循環(huán)，共同導致級聯(lián)“炎癥瀑布”反應(yīng)的發(fā)生。Meng等［18］的報道顯示，p38磷酸化后刺激炎癥因子的生成可能與其促進NFκB的活化并轉(zhuǎn)位入核有關(guān)。

ERK是目前研究最多的一條MAPK信號通路，是一種絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶，主要有 ERK1／ERK2兩個亞型，與細胞增殖、分化等有密切關(guān)系［19］。研究［20］表明，ERK的磷酸化水平與多種致纖維化因子有關(guān)，如 TGF-β、基質(zhì)金屬蛋白酶、IL-6、IL-17等。有學者［16］研究發(fā)現(xiàn)，ERK的磷酸化水平、IL-17的表達含量都與肺纖維化嚴重程度呈正相關(guān)，而當IL-17被抑制后，ERK磷酸化水平也同時明顯減弱，表明ERK信號通路在肺纖維化的發(fā)生發(fā)展中具有重要作用，而ERK的磷酸化水平可能受IL-17的調(diào)節(jié)。

JNK信號通路在MAPK信號通路中的作用可能與細胞凋亡有關(guān)。有研究［21］表明，在特發(fā)性肺纖維化中JNK的磷酸化可誘導肺泡上皮細胞的凋亡，JNK活化后可激活半胱天冬酶-9（caspase-9）結(jié)合，最終引起caspase-3級聯(lián)反應(yīng)的發(fā)生，誘導凋亡的發(fā)生。有研究［22］通過用IL-17刺激人肺泡上皮細胞A549后發(fā)現(xiàn)，JNK的磷酸化水平明顯升高的同時A549的凋亡數(shù)顯著增加，提示IL-17可能通過激活JNK誘導肺泡上皮細胞的凋亡。另有學者［23］首先通過體外研究發(fā)現(xiàn)，當向小鼠氣管上皮細胞中加入IL-17后，JNK的磷酸化水平顯著增加，同時炎癥反應(yīng)明顯增強，而進一步的體內(nèi)實驗發(fā)現(xiàn)，當把C57BL／6小鼠的JNK基因敲除后，再給予IL-17干預(yù)，發(fā)現(xiàn)IL-17介導的炎癥反應(yīng)與正常小鼠相比并無明顯的區(qū)別，提示IL-17在肺纖維化中發(fā)揮作用可能需要JNK的參與。

3.2 GSK3β信號通路GSK3β是一種絲氨酸蘇氨酸激酶，可參與細胞的生長和能量代謝等生物學功能，目前對于GSK3β在肺纖維化中的研究多與其介導蛋白降解有關(guān)［24］。 有研究［25］表明，當向人肺泡上皮細胞給予IL-17刺激后，能夠通過激活PI3K使GSK3β磷酸化失活，從而抑制GSK3β活性，加快肺纖維化進展。另有學者［26］發(fā)現(xiàn)IL-17對GSK3β的調(diào)節(jié)作用可能與自噬相關(guān)蛋白Bcl-2有關(guān)，IL-17可以激活PI3K使GSK3β磷酸化失活，使Bcl-2的磷酸化及泛素化降解被抑制，而Bcl-2被抑制后，可以促進Bcl-2與Becline-1結(jié)合，抑制自噬的活化，進一步體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，當給予博來霉素誘導的肺纖維化小鼠GSK3β的抑制劑SB213167后，可明顯抑制Bcl-2與Becline-1結(jié)合，在激活自噬的同時，促進膠原基質(zhì)降解，緩解肺纖維化程度。以上研究表明GSK3β在肺纖維化的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而GSK3β的表達可能受IL-17的調(diào)節(jié)。

3.3 NF-κB信號通路NF-κB是調(diào)控炎癥反應(yīng)的重要轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子。正常情況下，NF-κB與抑制性蛋白IκB結(jié)合形成復(fù)合體存在于胞質(zhì)中，而當受到各種刺激后，細胞外的刺激信號傳入細胞后，可能激活I(lǐng)κB，使IκB磷酸化，進而促進其與NF-κB的解離，而游離的NF-κB則可迅速進入細胞核，與靶基因啟動子的相關(guān)區(qū)域特異性結(jié)合，從而激活靶基因促進相關(guān)蛋白的轉(zhuǎn)錄［27］。 有學者［28］通過體外研究發(fā)現(xiàn)，當給予肺泡上皮細胞和肺成纖維細胞IL-17刺激后，TNF-α、IL-6等炎癥因子的釋放明顯升高，進一步研究發(fā)現(xiàn)TNF-α、IL-6等炎癥因子的升高可能與 IL-17激活NF-κB信號通路有關(guān)。劉理靜等［29］通過體內(nèi)實驗研究發(fā)現(xiàn)，博來霉素誘導的肺纖維化大鼠肺組織中NF-κB表達明顯升高，而當給予尾靜脈注射IL-17中和抗體后，在減輕肺纖維化程度的同時，NF-κB表達水平顯著降低。以上研究提示IL-17促進肺纖維化的作用可能與激活NF-κB信號通路有關(guān)。

3.4 其他細胞因子的協(xié)同作用現(xiàn)已證實，細胞因子在肺纖維化中的作用并不是單一的，而是由多種細胞因子協(xié)同作用形成細胞因子網(wǎng)，共同參與了肺纖維化的發(fā)生發(fā)展［30］。隨著研究的深入，IL-17在細胞因子網(wǎng)絡(luò)中的作用越來越明確。為了探明IL-17的產(chǎn)生機制，學者們對Th17細胞的調(diào)節(jié)和分化展開了大量深入的研究，現(xiàn)已明確TGF-β1與IL-21或者IL-6的協(xié)同作用是誘導Th17細胞分化并產(chǎn)生IL-17的關(guān)鍵，而IL-23在增強Th17細胞的效應(yīng)功能，促進IL-17的分泌等方面同樣發(fā)揮著重要作用［31］。同時IL-17的產(chǎn)生同樣能夠刺激成纖維細胞、內(nèi)皮細胞、上皮細胞等分泌多種細胞因子，共同促進肺纖維化的形成。Fossiez等［32］研究發(fā)現(xiàn)，IL-17 能通過激活 NF-κB 信號通路促進肺成纖維細胞分泌 IL-6、G-CSF和IL-8分泌。此外，Hata等［33］也同樣觀察到給予IL-17刺激后，肺成纖維細胞分泌的IL-6、IL-11、IL-8等促進肺成纖維細胞增殖的細胞因子明顯增加。這些研究均表明IL-17通過與多種細胞因子協(xié)同作用共同參與了肺纖維化發(fā)病過程。

綜上所述，目前雖然對IL-17在肺纖維化中的作用機制進行了大量深入研究，但仍不十分全面，多數(shù)環(huán)節(jié)仍屬推測，同時IL-17與其他細胞因子之間相互作用機制需要進一步的深入研究。充分認識IL-17參與肺纖維化的機制可能會為肺纖維化的治療提供新的思路。