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昆蟲(chóng)抗菌肽抗炎活性及基于信號(hào)通路抗炎機(jī)制的研究進(jìn)展

2022-12-06 10:08崔會(huì)程夏嬙
天津醫(yī)藥 2022年9期
關(guān)鍵詞:抗菌肽磷酸化抗炎

崔會(huì)程,夏嬙

炎癥是機(jī)體對(duì)致炎因素引起損傷的一種防御性反應(yīng),輕微炎癥可以提高機(jī)體免疫力,但長(zhǎng)期慢性炎癥會(huì)誘發(fā)多種疾病甚至癌癥[1]。慢性炎癥的發(fā)生和發(fā)展與人體內(nèi)信號(hào)通路的活化關(guān)系密切。因此,阻斷信號(hào)通路的激活,進(jìn)而有效控制炎癥的發(fā)生、發(fā)展一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)是一類來(lái)源廣泛、分子質(zhì)量低及抗菌譜廣的免疫活性物質(zhì)[2]。昆蟲(chóng)抗菌肽不僅具有抗菌[3]、抗病毒[4]和抗腫瘤[5]等特性,亦能抑制炎性因子的過(guò)度表達(dá),降低機(jī)體炎癥程度,對(duì)于由炎癥引起的疾病具有良好的治療作用。本文對(duì)昆蟲(chóng)抗菌肽的抗炎活性及可能涉及的調(diào)節(jié)通路進(jìn)行綜述,以期為昆蟲(chóng)抗菌肽的應(yīng)用研究提供參考。

1 昆蟲(chóng)抗菌肽抗炎活性

昆蟲(chóng)抗菌肽種類繁多,依據(jù)其來(lái)源、結(jié)構(gòu)及功能的差異,分為天蠶素類昆蟲(chóng)抗菌肽、防御素類昆蟲(chóng)抗菌肽和富含特定氨基酸(如脯氨酸和甘氨酸)類昆蟲(chóng)抗菌肽[6]。目前,關(guān)于天蠶素類和防御素類昆蟲(chóng)抗菌肽的抗炎活性的研究較多,而關(guān)于富含特定氨基酸類抗菌肽抗炎活性的研究相對(duì)較少。

1.1 天蠶素類昆蟲(chóng)抗菌肽的抗炎活性 天蠶素類抗菌肽(cecropin-like antimicrobial peptides)因最早從惜古比天蠶(Hyalophora cecropia)蛹內(nèi)分離得到而得名,一般由31~39個(gè)氨基酸殘基組成,主要包括天蠶素(Cecropin)A、Papiliocin和Satanin,其優(yōu)良的抗炎活性使其逐漸成為抗菌肽研究的熱點(diǎn)。天蠶素A是天蠶素家族的主要成員。研究表明,天蠶素A不僅可以有效降低潰瘍性結(jié)腸炎小鼠結(jié)腸組織內(nèi)白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-6和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α的水平,亦可以有效改善小鼠結(jié)腸組織的炎癥反應(yīng)[7]。Zhai等[8]研究發(fā)現(xiàn),天蠶素A還可以顯著降低大腸埃希菌(Escherichia coli)誘導(dǎo)的豬腸道上皮細(xì)胞(IPEC-J2)內(nèi)IL-6、IL-8和TNF-αmRNA的表達(dá)。家蠅天蠶素(muscadomestica cecropin,MDC)也可有效降低傷寒沙門(mén)菌(Salmonella typhimurium)感染小鼠血清中干擾素(interferon,IFN)-γ、IL-6和IL-10的水平,抑制誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)和環(huán)氧合酶(cyclooxygenase,COX)-2 mRNA的表達(dá)[9]。Zhang等[10]將MDC與介孔碳納米顆粒(mesoporous carbon nanoparticles,MCNs)構(gòu)成的新型抗菌肽MDC@MCNs作用于潰瘍性結(jié)腸炎小鼠后發(fā)現(xiàn),MDC@MCNs亦能顯著降低小鼠血清中IL-1β、IL-6、IFN-γ和TNF-α的水平,從而改善小鼠結(jié)腸組織的炎癥反應(yīng)。燕尾蝶抗菌肽Papiliocin-3則通過(guò)抑制核轉(zhuǎn)錄因子(nuclear factor,NF)-κB和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信號(hào)通路的激活,減少脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)誘導(dǎo)的小鼠巨噬細(xì)胞(RAW264.7)內(nèi)IL-1β、IL-6和TNF-α的生成,進(jìn)而發(fā)揮抗炎作用[11]。從蜣螂體內(nèi)提取的2種天蠶素類抗菌肽Satanin-1和Satanin-2亦能顯著降低LPS誘導(dǎo)的外周血單個(gè)核細(xì)胞的TNF-α表達(dá)水平,其優(yōu)異的抗炎活性有望成為潛在的臨床抗炎藥物[12]。

1.2 防御素類昆蟲(chóng)抗菌肽的抗炎活性 防御素類抗菌肽(defensin-like antimicrobial peptides)最早由Masturyama從肉蠅(Phormia terranovae)體內(nèi)提取分離而得,是由34~51個(gè)氨基酸組成的富含二硫鍵的陽(yáng)離子多肽,主要包括防御素(Defensin)、防御素樣肽(defensin-like peptides,DLP)、Protaetiamycine、Sapecin B和Coprisin等。從白星花金龜(Protaetia brevitarsis)體內(nèi)分離的抗菌肽Protaetiamycine-6可以顯著降低LPS誘導(dǎo)的小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞(BV-2)內(nèi)IL-1β、IL-6和TNF-α的水平,抑制iNOS和COX-2的mRNA表達(dá)[13]。Krishnan等[14]研究亦發(fā)現(xiàn),基于白星花金龜抗菌肽Protaetiamycine設(shè)計(jì)合成的另一種抗菌肽Pro10-1D作用于感染性休克小鼠后,不僅可有效降低小鼠血清中IL-1β和TNF-α的表達(dá)水平,還可有效改善小鼠體內(nèi)多器官損傷及全身性的炎癥反應(yīng)。從黑水虻(Hermetia illucens)體內(nèi)提取的抗菌肽DLP4亦能降低豬葡萄球菌(Staphylococcus hyicus)感染小鼠體內(nèi)IL-6和TNF-α的表達(dá)水平[15];而基于黑水虻抗菌肽DLP4衍生的另一種抗菌肽ID-13不僅可以有效降低金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)感染小鼠體內(nèi)IL-6、IL-10和TNF-α的水平,且其毒性顯著低于DLP4[16]。另外,來(lái)源于赤擬谷盜蟲(chóng)(Tribolium castaneum)的抗菌肽Defensin-1亦可以顯著降低被卡他莫拉菌(Moraxella catarrhalis)感染的巨噬細(xì)胞的IL-1β和IL-8 mRNA表達(dá)水平[17]。基于褐尾麻蠅(Sarcophaga peregrina)抗菌肽Sapecin B衍生的抗菌肽KLK則通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路的激活,減少RAW264.7炎性細(xì)胞內(nèi)IL-1β和TNF-α的生成,抑制iNOS和COX-2 mRNA的表達(dá)[18]。蜣螂(Copris tripartitus)抗菌肽Coprisin則通過(guò)抑制RAW264.7炎性細(xì)胞內(nèi)NO、TNF-α、巨噬細(xì)胞炎癥蛋白(macrophage inflammatory protein,MIP)-1和MIP-2等的生成,進(jìn)而抑制NF-κB和MAPK信號(hào)通路的傳導(dǎo)[19]。

1.3 富含特定氨基酸類昆蟲(chóng)抗菌肽的抗炎活性 富含特定氨基酸類昆蟲(chóng)抗菌肽是因其序列中含有豐富的特定氨基酸而得名,主要包括富含脯氨酸類 抗 菌 肽(proline-rich antimicrobial peptides,PrAMP)和富含甘氨酸類抗菌肽(glycine-rich antimicrobial peptides,GrAMP)兩類[6]。其中,富含脯氨酸類昆蟲(chóng)抗菌肽主要有蜜蜂肽(Apidaecin)、果蠅菌素(Drosocin)和凝集素(Lebocin)等;而富含甘氨酸類昆蟲(chóng)抗菌肽主要有攻擊素(Attacins)、葛佬素(Gloverin)和Acaloleptin等。在研究中華蜜蜂(Apis cerana cerana)抗菌肽Apidaecin對(duì)大腸埃希菌K88感染小鼠的影響中發(fā)現(xiàn),Apidaecin不僅可降低小鼠血清中IL-6、IL-10和TNF-α的水平,而且可以明顯改善小鼠體內(nèi)炎癥反應(yīng)[20]?;贏pidaecin衍生的抗菌肽Api137具有降低肺炎克雷伯桿菌感染細(xì)胞生成TNF-α的能力[21]。家蠶抗菌肽Bombyx mori gloverin A2(BMGlvA2)不僅可以降低腸產(chǎn)毒性大腸埃希菌(Enterotoxigenic Escherichia coli,ETEC)感染小鼠血清內(nèi)IL-1β、IL-6和TNF-α的水平,而且可以明顯改善腸道因ETEC感染引起的炎癥反應(yīng)[22]。Lin等[23]研究亦發(fā)現(xiàn),家蠶抗菌肽BMGlvA2能顯著降低ETEC感染的IPEC-J2細(xì)胞生成IL-1β和TNF-α的能力。

2 昆蟲(chóng)抗菌肽抗炎機(jī)制

昆蟲(chóng)抗菌肽通過(guò)激活不同的信號(hào)通路,抵御外界病原微生物對(duì)機(jī)體的感染。在應(yīng)對(duì)病原微生物感染時(shí),昆蟲(chóng)抗菌肽主要通過(guò)Toll樣受體(Toll like receptors,TLRs)、NF-κB、MAPK、Janus激酶/信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄活化子(janus kinase/signal transducer and activator of transcription,JAK/STAT)、磷脂酰肌醇-3-激酶(phos-phatidylinositol-3-kinase,PI3K)/Akt及轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor,TGF)-β/Smad等信號(hào)通路發(fā)揮抗炎作用。目前,關(guān)于昆蟲(chóng)抗菌肽抗炎機(jī)制的研究主要集中在TLRs、NF-κB及MAPK這3條信號(hào)通路,而通過(guò)其他信號(hào)通路發(fā)揮抗炎作用的報(bào)道相對(duì)較少。

2.1 TLRs信號(hào)通路 TLRs是非特異性免疫應(yīng)答中非常重要的Ⅰ型跨膜蛋白受體,能夠識(shí)別入侵機(jī)體的細(xì)菌和病毒所釋放的物質(zhì)(如LPS、磷壁酸和肽聚糖等),進(jìn)而調(diào)控炎癥反應(yīng)和獲得性免疫,在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用[24-25]。TLRs的發(fā)現(xiàn)使人類對(duì)于炎癥發(fā)生的機(jī)制有了新的認(rèn)識(shí)。在人類和其他哺乳動(dòng)物體內(nèi)參與免疫功能的TLRs受體分子有13種,即TLR1~13[26]。當(dāng)外界異物進(jìn)入機(jī)體后,被免疫細(xì)胞表面的TLRs家族識(shí)別,從而激活位于下游的信號(hào)通路,調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞活性以及IL-1β、IL-6、IL-8和TNF-α等炎性因子的分泌,進(jìn)而對(duì)機(jī)體的免疫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。在研究蜣螂抗菌肽Coprisin對(duì)LPS誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)的影響中發(fā)現(xiàn),Coprisin能顯著抑制TLR4在RAW264.7細(xì)胞膜表面的表達(dá),阻止LPS與TLR4的結(jié)合,進(jìn)而抑制mTNF-α生成,發(fā)揮抗炎作用[19]。研究顯示,人工合成的新型抗菌肽Pro10-1D亦可通過(guò)抑制RAW264.7炎性細(xì)胞表面TLR4的表達(dá),達(dá)到阻止TLR4與LPS結(jié)合以降低IL-6和TNFα生成的目的[14]。西方蜜蜂(Apis mellifera)抗菌肽—蜂毒肽(Melittin)亦能通過(guò)抑制TLRs信號(hào)通路的激活,降低潰瘍性結(jié)腸炎小鼠體內(nèi)IL-6、TNF-α和COX-2的表達(dá)水平,從而發(fā)揮抗炎作用[27]。燕尾蝶抗菌肽Papiliocin則通過(guò)直接與TLR4和髓樣分化蛋白(myeloid differentiation protein,MD)2復(fù)合物結(jié)合,抑制LPS與兩者結(jié)合,進(jìn)而降低TLRs信號(hào)通路的傳導(dǎo)[28]?;诤谒悼咕腄LP4衍生的抗菌肽ID13則通過(guò)抑制TLR2的表達(dá),顯著降低子宮內(nèi)膜炎小鼠體內(nèi)IL-6、IL-10和TNF-α的表達(dá)水平[29]。

2.2 NF-κB信號(hào)通路 NF-κB是負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)先天性免疫應(yīng)答和適應(yīng)性免疫應(yīng)答的轉(zhuǎn)錄因子,主要由NF-κB1(p50/105)、NF-κB2(p52/p100)、c-Rel、RelA(p65)和RelB組成[30]。在靜息狀態(tài)下,未活化的NF-κB與其抑制蛋白IκBα以復(fù)合物的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中,不具有調(diào)控轉(zhuǎn)錄功能;在外界刺激下,胞質(zhì)中的IκB蛋白在其激酶IKK作用下被磷酸化和降解,NF-κB被釋放、轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞核內(nèi)并與其靶基因結(jié)合,從而調(diào)控下游目標(biāo)基因的表達(dá)及細(xì)胞因子的分泌[31]。Jantaruk等[18]研究發(fā)現(xiàn),人工合成的新型抗菌肽KLK通過(guò)抑制p65亞基的核轉(zhuǎn)移,阻斷NF-κB信號(hào)通路的激活,進(jìn)而降低RAW264.7炎性細(xì)胞生成IL-1β、TNF-α、iNOS和COX-2的能力。黃蜂抗菌肽Mastoparan X(MPX)則通過(guò)降低p65的磷酸化水平,阻斷NF-κB信號(hào)通路的激活,進(jìn)而降低敗血癥小鼠體內(nèi)IL-2、IL-6、TNF-αmRNA的表達(dá)水平[32]。Zhao等[33]則發(fā)現(xiàn),蜂毒肽可通過(guò)抑制p50亞基的核轉(zhuǎn)移,進(jìn)而抑制NF-κB信號(hào)通路的激活。另有研究顯示,蜂毒肽亦可通過(guò)抑制IKK磷酸化,阻斷NF-κB信號(hào)通路激活[34]。Liu等[35]合成的新型抗菌肽GNP-CK-CopA3可以通過(guò)阻斷NF-κB信號(hào)通路激活,有效抑制LPS誘導(dǎo)的RAW264.7炎性細(xì)胞內(nèi)ROS的生成以及iNOS、COX-2的蛋白表達(dá)水平,進(jìn)而發(fā)揮抗炎作用。除此以外,從其他昆蟲(chóng)體內(nèi)分離的 抗 菌 肽 如Psacotheasin-2[36]、Papiliocin-3[11]、Periplanetasin-5[37]以及Zophobacin-1[38]均可以通過(guò)抑制IκB的降解和磷酸化,從而降低LPS誘導(dǎo)的RAW264.7炎性細(xì)胞生成IL-1β、IL-6、TNF-α、iNOS和COX-2的能力。

2.3 MAPK信號(hào)通路 MAPK廣泛存在于多種真核生物細(xì)胞內(nèi),是一類高度保守的絲氨酸/蘇氨酸類蛋白激酶。目前已發(fā)現(xiàn)p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK)、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(extracellular-signal regulated protein kinase,ERK)和c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)3條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 途徑[39]。在未受刺激的細(xì)胞內(nèi),MAPK處于靜止?fàn)顟B(tài),而在外界刺激下,MAPK接收MAPK激酶(MAP kinase kinase,MKK)和MAPK激酶的激酶(MAP kinase kinase kinase,MKKK)的活化信號(hào)而被激活,活化的MAPK進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),進(jìn)而調(diào)控下游基因的表達(dá)[40]。研究表明,燕尾蝶抗菌肽Papiliocin[28]和桑樹(shù)黃星天牛(Psacothea hilaris)抗菌肽Psacotheasin-2[36]均能通過(guò)降低p38、ERK和JNK的磷酸化水平,抑制MAPK信號(hào)通路激活,進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞因子分泌的目的。燕尾蝶抗菌肽Papiliocin-3可通過(guò)阻斷MAPK信號(hào)通路,抑制LPS誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞內(nèi)IL-1β、IL-6、iNOS和COX-2的生成[11]。美洲大蠊(Periplaneta americana)抗菌肽Periplanetasin-5通過(guò)抑制MAPK信號(hào)通路的激活,不僅可以有效降低RAW264.7炎性細(xì)胞生成IL-6和TNF-α的能力,還可以顯著抑制iNOS和COX-2 mRNA的表達(dá)[37]。白星花金龜抗菌肽Protaetiamycine-6可以通過(guò)抑制RAW264.7炎性細(xì)胞內(nèi)IL-1β、IL-6和TNF-α的表達(dá),進(jìn)而降低MAPK通路的信號(hào)傳導(dǎo)[13]。人工合成的抗菌肽Pro10-1D可以通過(guò)抑制MAPK通路的激活,降低內(nèi)毒素休克小鼠血清中IL-1β和TNF-α的表達(dá)水平,并改善小鼠肺部的炎癥反應(yīng)[14]。黃臉油葫蘆(Teleogryllus emma)抗菌肽Teleogryllusine可通過(guò)抑制MAPK信號(hào)通路的激活,顯著降低LPS誘導(dǎo)的BV-2細(xì)胞內(nèi)TNF-α、iNOS和COX-2 mRNA的表達(dá),且有望成為神經(jīng)炎癥治療的潛力藥物[41]。

2.4 JAK/STAT信號(hào)通路 JAK/STAT信號(hào)通路主要由接收信號(hào)的酪氨酸激酶受體、傳遞信號(hào)的酪氨酸激酶JAK及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子STAT組成。JAK是一類非受體酪氨酸激酶,包括JAK1、JAK2、JAK3和酪氨酸激酶(tyrosine kinase,TYK)2。STAT家族由7種不同類型的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子組成,包括STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5A、STAT5B和STAT6[42]。未激活的JAK和STAT主要位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi),在外界刺激下細(xì)胞因子或生長(zhǎng)因子與受體結(jié)合后誘導(dǎo)JAK磷酸化,招募并磷酸化STAT,使其以二聚體的形式穿過(guò)核膜進(jìn)入核內(nèi),參與調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)[43]。在研究蜂毒肽對(duì)TNF-α和IFN-γ誘導(dǎo)的人永生化角質(zhì)形成細(xì)胞(HaCaT)的影響中發(fā)現(xiàn),1 mg/L蜂毒肽就可顯著降低HaCaT細(xì)胞內(nèi)JAK2、STAT1和STAT3的磷酸化水平,進(jìn)而降低IL-1β、IL-6和IFN-γ的生成[44]。蜂毒肽還可以通過(guò)降低STAT3的磷酸化水平,阻斷JAK/STAT信號(hào)通路激活,進(jìn)而降低膽管炎小鼠血清中IL-6和TNF-α的水平,改善小鼠肝臟的炎癥反應(yīng)[45]。蜣螂抗菌肽CopA3也可以通過(guò)降低STAT1和STAT5的磷酸化水平,進(jìn)而抑制JAK/STAT信號(hào)通路的激活,降低RAW264.7炎性細(xì)胞生成IL-6和TNF-α的能力[46]?;隍掾肟咕腃opA3衍生的另一種抗菌肽CopA5可以通過(guò)抑制RAW264.7炎性細(xì)胞內(nèi)NO和TNF-α的生成,從而降低JAK/STAT信號(hào)通路的信號(hào)傳導(dǎo)[47]。

2.5 PI3K/Akt信號(hào)通路 PI3K/Akt信號(hào)通路是通過(guò)絲氨酸或蘇氨酸磷酸化介導(dǎo)的信號(hào)通路,以關(guān)鍵蛋白PI3K和Akt命名。PI3K依據(jù)結(jié)構(gòu)和功能的差異分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類;Akt是一種絲氨酸和蘇氨酸蛋白激酶,存在Akt1、Akt2、Akt3這3種高度關(guān)聯(lián)的亞型[48]。在外界刺激下,活化的受體酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTK)通過(guò)募集銜接蛋白激活PI3K,激活的PI3K將4,5-磷脂酰肌醇轉(zhuǎn)化為3,4,5-磷 脂 酰 肌 醇(phosphatidylinositol-3,4,5-bisphosphate,PIP3),PIP3則通過(guò)招募3-磷酸肌醇依賴 性 激 酶(3-phosphoinositide-dependent kinase,PDK)1和哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTORC)2而誘導(dǎo)Akt發(fā)生磷酸化,進(jìn)而參與調(diào)節(jié)下游靶基因的表達(dá)[49]。研究表明,蜂毒肽不但可以降低被牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonas gingivalis)感染的HaCaT細(xì)胞內(nèi)Akt的磷酸化水平,還可以抑制細(xì)胞內(nèi)IL-6、IL-8和TNF-α分泌,進(jìn)而降低PI3K/Akt信號(hào)通路的信號(hào)傳導(dǎo)能力[50]。蜂毒肽還通過(guò)降低胰島素樣生長(zhǎng)因子(insulin like growth factor,IGF)-1誘導(dǎo)的人皮脂腺細(xì)胞(SZ95)內(nèi)PI3K和Akt磷酸化水平,抑制PI3K/Akt信號(hào)通路的激活,進(jìn)而降低SZ95細(xì)胞內(nèi)IL-6、IL-8、IFN-γ和TNF-α的生成[51];蜂毒肽亦可以通過(guò)降低巨噬細(xì)胞內(nèi)Akt的磷酸化水平,進(jìn)而抑制PI3K/Akt信號(hào)通路的激活,減少I(mǎi)L-1β和TNF-α生成[52]。Moon等[53]研究亦發(fā)現(xiàn),蜂毒肽通過(guò)抑制PI3K/Akt信號(hào)通路的激活,從而降低BV-2炎性細(xì)胞內(nèi)IL-1β、IL-6和TNF-α的表達(dá)水平,抑制iNOS和COX-2 mRNA的表達(dá),進(jìn)而發(fā)揮抗炎作用。

2.6 TGF-β/Smad信號(hào)通路 TGF-β/Smad信號(hào)通路主要通過(guò)TGF-β家族及其下游的效應(yīng)轉(zhuǎn)錄分子Smad發(fā)揮免疫調(diào)控作用。TGF-β家族主要包括TGF-β、TGF-β受 體 和 骨 形 成 蛋 白(bone morphogenic proteins,BMP)等。Smad依據(jù)功能差異分為受體調(diào)控型Smad(receptor-regulated Smad,RSmad)、通 用 型Smad(common partner Smad,Co-Smad)和抑制型Smad(inhibitory Smad,I-Smad)[54]。在外界刺激下,TGF-β家族配體與Ⅱ型受體結(jié)合后招募并磷酸化Ⅰ型受體,Ⅰ型受體再磷酸化RSmad,進(jìn)而誘導(dǎo)其與Co-Smad結(jié)合,形成R-Smad/Co-Smad復(fù)合物后在細(xì)胞核內(nèi)聚集,再與靶基因結(jié)合達(dá)到調(diào)控目標(biāo)基因表達(dá)的目的[55]。研究發(fā)現(xiàn),蜂毒肽可以通過(guò)抑制TGF-β/Smad信號(hào)通路的激活,降低膽管炎小鼠體內(nèi)IL-6和TNF-α的水平,進(jìn)而達(dá)到改善小鼠體內(nèi)炎癥反應(yīng)的目的[45]。蜂毒肽還可以通過(guò)降低TGF-β/Smad信號(hào)通路的傳導(dǎo),抑制真菌誘導(dǎo)的成纖維細(xì)胞發(fā)生纖維化,其有望成為呼吸道炎癥治療的潛力藥物[56]。蜣螂抗菌肽Coprisin通過(guò)降低TGF-β/Smad信號(hào)通路的信號(hào)傳導(dǎo),降低大鼠傷口感染的發(fā)生率并促進(jìn)傷口愈合[57]。

3 昆蟲(chóng)抗菌肽藥物臨床研究現(xiàn)狀

自抗菌肽被發(fā)現(xiàn)以來(lái),因其抗菌譜廣且不易產(chǎn)生耐藥性,從而備受研究者青睞,有望成為抗生素的替代品[6]。截止2020年1月,已有7種抗菌肽通過(guò)美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration,F(xiàn)DA)批準(zhǔn)進(jìn)入臨床應(yīng)用[58]。雖然昆蟲(chóng)抗菌肽是世界上第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的抗菌肽,但其還尚未正式在醫(yī)藥領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,主要是目前還存在對(duì)昆蟲(chóng)抗菌肽某些不良反應(yīng)的擔(dān)憂。(1)昆蟲(chóng)抗菌肽是否會(huì)引起機(jī)體的過(guò)敏反應(yīng)?目前鮮見(jiàn)昆蟲(chóng)抗菌肽會(huì)引起過(guò)敏反應(yīng)的報(bào)道。僅Carpena等[59]報(bào)道,蜂毒不僅具有明顯的毒性,而且容易產(chǎn)生嚴(yán)重的過(guò)敏反應(yīng)。然而,蜂毒肽僅是蜂毒的一部分,過(guò)敏反應(yīng)是否由蜂毒肽引起還尚未確定。(2)某些昆蟲(chóng)抗菌肽的毒性亦限制了其在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。Askari等[60]研究發(fā)現(xiàn),蜂毒肽在低濃度時(shí)無(wú)毒性但抑菌效果差,在高濃度時(shí)抑菌效果較好,但是具有明顯的毒性。(3)昆蟲(chóng)抗菌肽抗炎機(jī)制研究尚處于初始階段。目前僅確定昆蟲(chóng)抗菌肽可以通過(guò)信號(hào)通路發(fā)揮免疫調(diào)控作用,但相同或不同來(lái)源的昆蟲(chóng)抗菌肽是否通過(guò)相同或不同的機(jī)制發(fā)揮作用尚未清楚,這亦是今后昆蟲(chóng)抗菌肽研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

4 小結(jié)

昆蟲(chóng)抗菌肽在抗炎方面具有良好的開(kāi)發(fā)潛力和研究?jī)r(jià)值,但是由于天然抗菌肽產(chǎn)量低,使其藥代動(dòng)力學(xué)研究受限,進(jìn)而影響其臨床研究的開(kāi)展。通過(guò)化學(xué)合成手段雖然能夠提高其產(chǎn)量,但是獲得的抗菌肽毒性過(guò)高,不利于研究的深入開(kāi)展。目前,科研人員不僅利用基因工程、蛋白質(zhì)工程等手段提高昆蟲(chóng)抗菌肽產(chǎn)量,還通過(guò)對(duì)抗菌肽結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾來(lái)提高其生物活性,進(jìn)而滿足應(yīng)用研究的需要[61]。隨著抗菌肽上述問(wèn)題的攻克,昆蟲(chóng)抗菌肽的抗炎活性有望得到有效開(kāi)發(fā),在臨床抗炎藥物研發(fā)方面亦會(huì)取得更大突破。

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