闞婷會(huì)，楊富金，邱治錦，刁慶春，林茂

（1.西南醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，四川 瀘州 646000；2.重慶市中醫(yī)院，重慶 400011）

組織激肽釋放酶（Tissue kallikrein-related peptidases，KLKs）家族包含人組織激肽釋放酶（KLK1）和14 種激肽釋放酶相關(guān)肽酶（KLK2～KLK15），這15 種同源性絲氨酸蛋白酶是由人類基因組中最大的蛋白酶基因簇所編碼的，其編碼基因定位于染色體19q13.3-13.4[1]。KLKs 分布在機(jī)體的各個(gè)組織中，其中KLK1 在激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)中的作用[2]，以及KLK3 作為前列腺癌篩查生物標(biāo)志物的臨床應(yīng)用已經(jīng)為人們熟知[2]。目前研究表明，KLKs 廣泛參與腎功能、皮膚脫屑、牙釉質(zhì)形成、精液液化、神經(jīng)突觸可塑性和腦功能調(diào)節(jié)等生理過(guò)程[2-3]，同時(shí)也在多種疾病的病程中起重要作用，如皮膚病中的內(nèi)瑟頓綜合征（NS）、玫瑰痤瘡、銀屑病等，以及腫瘤的增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移[3]。本文就KLKs 在皮膚中的生理病理作用及其在皮膚病發(fā)病機(jī)制中的作用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 KLKs 在皮膚中的生理病理作用

1.1 KLKs 在皮膚中的分布及功能 表皮的分化受到精確調(diào)控，每隔2～4 周最表層的角質(zhì)細(xì)胞就會(huì)從皮膚表面脫落，以此來(lái)維持表皮的正常厚度。這一脫屑過(guò)程需要KLKs 利用其蛋白酶活性降解連接角質(zhì)細(xì)胞的黏附蛋白，包括橋粒芯蛋白1（DSG1）、橋粒膠蛋白1（DSC1）和角膜鎖鏈蛋白（CDSN）[2]。目前認(rèn)為至少有11 個(gè)KLKs（KLK1、KLK4、KLK5、KLK6、KLK7、KLK8、KLK10、KLK11、KLK12、KLK13、KLK14）以不同的表達(dá)水平定位于皮膚的顆粒層上部和角質(zhì)層[4]。這些KLKs 以無(wú)活性的酶原形式分泌，并被角質(zhì)形成細(xì)胞的板層顆粒運(yùn)輸?shù)浇琴|(zhì)層間隙，之后在角質(zhì)層間隙中參與由KLK5 啟動(dòng)的蛋白水解 “級(jí)聯(lián)反應(yīng)”[2，4]。在生理情況下，皮膚組織中KLKs 激活后主要通過(guò)以下3 個(gè)方面的作用來(lái)維持正常皮膚的屏障功能：①通過(guò)促進(jìn)皮膚脫屑和/或角質(zhì)細(xì)胞增殖作用調(diào)節(jié)皮膚細(xì)胞更新和屏障厚度；②通過(guò)調(diào)節(jié)脂質(zhì)處理酶和/或激活角質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的蛋白酶激活受體2（PAR2），調(diào)節(jié)富含脂質(zhì)的皮膚屏障的通透性；③通過(guò)處理抗菌肽（LL）和促細(xì)胞因子，誘導(dǎo)抗菌和先天免疫應(yīng)答反應(yīng)[2]。

1.2 KLKs 的活性調(diào)控 KLKs 的活性受到復(fù)雜的監(jiān)管和調(diào)控，包括蛋白水解激活級(jí)聯(lián)、內(nèi)源性抑制劑和生理環(huán)境等[4-5]。當(dāng)這種平衡被破壞時(shí)，過(guò)度或不足的蛋白酶活性會(huì)損害表皮屏障的穩(wěn)態(tài)。目前認(rèn)為蛋白水解激活級(jí)聯(lián)反應(yīng)是由KLK5 自身激活啟動(dòng)的：當(dāng)pro-KLK5 氮端精氨酸或賴氨酸之后的前肽被切除后，即成為有絲氨酸蛋白酶活性的成熟KLK5，進(jìn)而激活下游的pro-KLK7、pro-KLK8 和pro-KLK14，活化的KLK14 反過(guò)來(lái)會(huì)在一個(gè)正反饋循環(huán)中進(jìn)一步激活pro-KLK5[2，4]。除了上述級(jí)聯(lián)反應(yīng)的調(diào)控外，蛋白酶抑制劑也是控制蛋白酶活性的關(guān)鍵。SPINK5 基因編碼的淋巴上皮Kazal 型相關(guān)抑制劑（LEKTI）是一種主要的內(nèi)源性抑制劑，其一級(jí)結(jié)構(gòu)中包含15 種不同的絲氨酸蛋白酶抑制域（D1-D15），后經(jīng)蛋白水解處理形成多個(gè)生物活性片段，研究發(fā)現(xiàn)KLK5 和KLK14 是生理LEKTI 片段的主要靶點(diǎn)，且D6-D9、D7-D9 和D8-D9 片段對(duì)KLK5和KLK14 的抑制作用最強(qiáng)[6]。除了LEKTI，另外2 種Kazal 型抑制劑也被發(fā)現(xiàn)在KLKs 活性的調(diào)節(jié)中起著重要的作用：由SPINK9 基因編碼的LEKTI-2 主要表達(dá)在手掌、足底表皮中，對(duì)KLK5 的抑制作用顯著[7]；SPINK6 在不同身體部位的皮膚中差異性表達(dá)，并對(duì)KLK5、KLK7 和KLK14 有抑制作用[8]。此外，皮膚的pH 值、濕度以及Ca2+、Zn2+等離子濃度被認(rèn)為是調(diào)節(jié)KLKs 活性、維持表皮屏障穩(wěn)態(tài)中不可缺少的因素[4]。

2 KLKs 與皮膚病

2.1 NS NS 是一種因SPINK5 基因突變導(dǎo)致其基因產(chǎn)物L(fēng)EKTI 表達(dá)缺失的罕見(jiàn)常染色體隱性皮膚疾病，表現(xiàn)為嚴(yán)重的皮膚炎性反應(yīng)和鱗屑、毛發(fā)異常、過(guò)敏體征以及發(fā)育遲緩[6]。研究表明，敲除SPINK5基因的小鼠再現(xiàn)了NS 表型，且表皮中的KLK5 和KLK7 基因活性增強(qiáng)，但因?yàn)閲?yán)重的皮膚屏障缺陷在出生后數(shù)小時(shí)內(nèi)死亡[9]。同時(shí)敲除KLK5/KLK7 和SPINK5 基因的小鼠可以逆轉(zhuǎn)某些NS 樣表型，但不能改變對(duì)小鼠的致死性[9-10]。而同時(shí)敲除KLK5、KLK7、SPINK5 基因的小鼠則可以完全挽救小鼠的致死表型存活至成年[10]。這些發(fā)現(xiàn)提示，KLKs 的活性調(diào)節(jié)在皮膚穩(wěn)態(tài)和炎性反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。目前的研究表明，LEKTI 缺乏會(huì)導(dǎo)致表皮中的KLK5、KLK7 和KLK14 失去拮抗而過(guò)度激活，未被拮抗的KLK5 和KLK7 過(guò)度降解DSG1，導(dǎo)致角質(zhì)層脫落，引起嚴(yán)重的屏障損傷[6]。KLK5 自身還能激活彈性蛋白酶2（ELA2）、KLK7 和KLK14，ELA2 的激活加強(qiáng)了絲聚蛋白的水解，破壞脂質(zhì)代謝，導(dǎo)致皮膚通透性增加和LL-37 抗菌活性的降低[4，6]。皮膚屏障的嚴(yán)重缺陷和抗菌肽活性降低有利于微生物，特別是金黃色葡萄球菌和過(guò)敏原的滲透，從而產(chǎn)生危險(xiǎn)信號(hào)，進(jìn)而激活炎性小體和PAR2，增強(qiáng)過(guò)敏和炎性反應(yīng)[6]。KLK5 還可以特異性激活PAR2 和核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）通路，導(dǎo)致促過(guò)敏性趨化因子胸腺基質(zhì)淋巴生成素（TSLP）和促炎細(xì)胞因子[白細(xì)胞介素（IL-8）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）]產(chǎn)生[11]。TSLP進(jìn)一步激活朗格漢斯細(xì)胞，將未成熟的輔助性T 細(xì)胞（Th）分化為Th2 細(xì)胞并產(chǎn)生Th2 細(xì)胞因子[6]。此外，角質(zhì)形成細(xì)胞中KLK5 的持續(xù)上調(diào)還可通過(guò)PAR2 非依賴性途徑誘導(dǎo)TSLP、IL-8 和IL-10 的分泌，而這些細(xì)胞因子將進(jìn)一步加重皮膚炎性反應(yīng)以及皮膚屏障的損害[4，6]。

2.2 特應(yīng)性皮炎（AD） AD 是一種慢性復(fù)發(fā)性、炎癥性、瘙癢性皮膚病，表現(xiàn)為皮膚干燥、濕疹樣皮疹、劇烈瘙癢。目前認(rèn)為在眾多的KLK 中，KLK7 對(duì)AD 的發(fā)病起著最關(guān)鍵的作用。AD 的角質(zhì)層中有多種KLKs 表達(dá)升高，其中KLK7 的升高最為顯著，并且血清中KLK7 含量與AD 患者血液嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)顯著相關(guān)[12-13]。慢性AD 皮損常表現(xiàn)為角化過(guò)度，角質(zhì)層中KLK7 表達(dá)升高，但角質(zhì)層最上層仍有大量橋粒，這可能是由于KLK7 分泌受損而滯留在角質(zhì)細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞外的KLK7 被上調(diào)的LEKTI 抑制，導(dǎo)致橋粒蛋白水解異常，皮損角化過(guò)度[14]。過(guò)表達(dá)KLK7 的轉(zhuǎn)基因小鼠出現(xiàn)皮膚增厚、過(guò)度角化、皮膚炎性反應(yīng)和瘙癢，這與慢性AD 的臨床表現(xiàn)相似，此外該小鼠表皮中角蛋白5（CK5）和CK6 的高表達(dá)提示KLK7 除了與角質(zhì)形成細(xì)胞過(guò)度增殖有關(guān)可能還影響表皮分化[15]。而同時(shí)敲除KLK7、SPINK5 基因的小鼠雖然改善皮膚屏障功能，未能挽救小鼠的致死性，但其皮膚組織病理和CK 的表達(dá)與野生型小鼠類似，同樣提示KLK7 對(duì)表皮細(xì)胞的分化有重要的影響[10]。KLK7 除了影響皮膚增殖、分化，還可能與AD 的慢性瘙癢有關(guān)。在誘導(dǎo)的AD 樣皮膚病模型中，敲除KLK7 基因的小鼠與野生型相比，雖然其皮損的嚴(yán)重程度并沒(méi)有改善，但與AD 相關(guān)的瘙癢明顯減弱[13]。而過(guò)表達(dá)KLK7 的轉(zhuǎn)基因小鼠隨著年齡增長(zhǎng)，大多都出現(xiàn)了嚴(yán)重瘙癢[15]。研究還表明，AD 患者皮膚中的微生物多樣性下降，而金黃色葡萄球菌豐度增加，該菌皮膚定植被認(rèn)為是AD 加重的因素之一[16]。有研究表明，金黃色葡萄球菌能夠誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞中KLK 6、13 和14 的表達(dá)，并增加皮膚中的整體蛋白水解活性，促進(jìn)DSG1 的裂解，但敲除KLK6、KLK13 或KLK14 后可部分阻斷金黃色葡萄球菌促進(jìn)DSG1 裂解的作用[17]。由此可見(jiàn)，多種KLKs 對(duì)AD 病程的發(fā)生發(fā)展有不同程度的影響。

2.3 銀屑病 銀屑病是一種慢性炎癥性皮膚病，典型皮疹表現(xiàn)為鱗屑性紅斑或斑塊，部分患者可同時(shí)患有銀屑病性關(guān)節(jié)炎（PsA）。目前認(rèn)為在KLKs 家族成員中，KLK8 與銀屑病關(guān)系最為密切。銀屑病皮損和PsA 關(guān)節(jié)液中含有高水平的KLK6 和KLK8，血清KLK8 的水平與銀屑病皮損面積和嚴(yán)重程度指數(shù)（PSAI）評(píng)分呈正相關(guān)，提示血清KLK8 可能用作檢測(cè)銀屑病疾病嚴(yán)重程度的標(biāo)記物，但其對(duì)篩查銀屑病患者有無(wú)PsA 并沒(méi)有幫助[18]。KLK8 在咪喹莫特誘導(dǎo)的銀屑病樣小鼠模型中表達(dá)顯著增加，并參與了表皮中性粒細(xì)胞微膿腫的形成，這與銀屑病皮損的組織病理類似，此外KLK8 還影響IL-36 的表達(dá)[19]。將KLK8 基因敲除小鼠與野生型小鼠受傷后對(duì)比，發(fā)現(xiàn)前者創(chuàng)面愈合明顯延遲，后者KLK6 和PAR2 的mRNA、蛋白表達(dá)顯著升高，提示KLK8 可能通過(guò)影響KLK6 和PAR2 的上調(diào)和激活進(jìn)而影響創(chuàng)面愈合[20]。KLK8 還可以通過(guò)抑制表皮轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白2（AP2α）的表達(dá)和活性，刺激角質(zhì)形成細(xì)胞的過(guò)度增殖，引起角化過(guò)度[21]。此外，KLK8 基因敲除小鼠經(jīng)藥物刺激后角化過(guò)度和棘層增厚明顯弱于野生型小鼠，進(jìn)一步表明KLK8 可能參與了銀屑病的發(fā)病過(guò)程[2，21]。

銀屑病患者無(wú)病變處皮膚經(jīng)各種類型的創(chuàng)傷后也會(huì)產(chǎn)生銀屑病皮損，這種現(xiàn)象稱為Koebner 現(xiàn)象[22]。有研究表明，這種現(xiàn)象需要包括神經(jīng)生長(zhǎng)因子（NGF）在內(nèi)的多種因素來(lái)誘導(dǎo)角化細(xì)胞增殖和T 細(xì)胞募集，而KLK8 和NGF 似乎相互作用，相互激活，共同促進(jìn)表皮角化過(guò)度和棘層增厚，其可能與包括銀屑病在內(nèi)的炎癥性皮膚病有關(guān)[22-23]。有趣的是，KLK8 的作用機(jī)制與其他KLKs （如KLK5、KLK7 和KLK14 等）不同，并不能直接水解DSG1 或激活PAR2[20]，而SPINK5、SPINK6 或SPINK9 基因編碼的表皮蛋白酶抑制劑LEKTI 也不能抑制KLK8的功能[24]，具體分子機(jī)制仍有待深入研究。除了KLK8，KLK6 對(duì)銀屑病也有一定的影響。既往研究表明KLK6 可以直接激活PAR2[20]，但KLK6 也能以不依賴PAR2 的方式促進(jìn)銀屑病樣皮膚炎性反應(yīng)，并且銀屑病發(fā)病機(jī)制中關(guān)鍵的細(xì)胞因子IL-17 可以刺激表皮中KLK6 的表達(dá)[25]。

2.4 玫瑰痤瘡 又稱酒糟鼻，是一種累及面部皮膚血管和毛囊皮脂腺單位的慢性炎癥性皮膚病，以皮膚潮紅、毛細(xì)血管擴(kuò)張及丘疹、膿皰為主要表現(xiàn)。研究表明，臨床上玫瑰痤瘡的誘因（如：紫外線、熱、冷、心理壓力、辛辣食物、皮膚刺激、蠕形螨等）可以調(diào)節(jié)Toll 樣受體（TLR）信號(hào)[26]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激通過(guò)上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子4（ATF4）增加TLR2 的表達(dá)[27]，使KLK5鈣依賴性釋放增多[28]，KLK5 進(jìn)一步將LL 前體蛋白裂解成有重要生物活性的片段LL-37，發(fā)揮促炎、血管生成和抗菌活性[26]。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)劑以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄因子ATF4 都可以促進(jìn)上皮細(xì)胞中TLR2 的表達(dá)[26-27]。TLR2、LL 和KLK5 在玫瑰痤瘡患者皮膚中表達(dá)上調(diào)[26，28]。這些都提示內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、TLR2、KLK5 在玫瑰痤瘡中的致病作用。雖然目前為止與KLKs 相關(guān)的玫瑰痤瘡研究大多集中在KLK5 上，但其他KLKs（包括KLK7、KLK8 和KLK14）在本病的發(fā)病中可能同樣重要[2]。

2.5 黑色素瘤 黑色素瘤是一種黑色素細(xì)胞來(lái)源的高度惡性腫瘤。研究表明，KLK6、KLK7、KLK8和KLK13 在黑色素瘤進(jìn)展過(guò)程中均呈現(xiàn)高表達(dá)且有協(xié)同性[29]，并伴有E-鈣黏蛋白表達(dá)降低和黑色素瘤細(xì)胞黏附分子（MCAM）/CD146 的上調(diào)。有趣的是，KLK7 過(guò)表達(dá)能夠促進(jìn)E-鈣黏蛋白的表達(dá)下調(diào)以及MCAM/CD146 的上調(diào)，并顯著降低黑色素瘤細(xì)胞的增殖和集落形成，使其從增殖型轉(zhuǎn)變?yōu)榍忠u型，這些都證明KLK7 在黑色素瘤進(jìn)展中的重要性。此外，研究還表明KLK7 與原發(fā)性黑色素瘤患者的預(yù)后相關(guān)，KLK7 高表達(dá)常提示預(yù)后不良[29]。

3 展望

綜上所述，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種KLKs 在皮膚中表達(dá)，并且在皮膚的病理生理過(guò)程以及相關(guān)性疾病的發(fā)生發(fā)展中起著極其重要的作用。闡明KLKs 的確切作用將有助于開(kāi)發(fā)針對(duì)各種皮膚病的疾病特異性生物標(biāo)志物和新的治療方法。目前針對(duì)KLKs的靶向抑制劑研究已成為熱點(diǎn)，并取得了一定的研究成果。相信隨著研究地不斷深入，KLKs 在皮膚生理病理中的作用機(jī)制以及治療潛力將會(huì)更加清晰。