α7烟碱型乙酰胆碱受体与炎症的调节作用

刘志刚

（济南市妇幼保健院儿科，山东 济南 250001）

α7烟碱型乙酰胆碱受体与炎症的调节作用

刘志刚

（济南市妇幼保健院儿科，山东 济南 250001）

在神经系统和非神经胆碱能系统（NNAS）中，α7烟碱型乙酰胆碱受体（α7nAChR）表现出良好的稳定性和丰富性，是典型N受体，属于典型介导神经抗炎通路的关键分子。适量的促炎因子有利于激活免疫系统清除病原体，并可促进组织修复；过量的促炎因子则可造成组织损伤。胆碱能神经抗炎通路对炎性反应的调节越来越受到人们的重视，本文主要综述α7nAChR在胆碱能抗炎途径、免疫活性细胞抗炎作用及血管内皮细胞上及抗炎作用。

α7nAChR；胆碱能抗炎作用；免疫细胞

在神经系统和非神经胆碱能系统（NNAS）中，α7烟碱型乙酰胆碱受体（α7nAChR）表现出良好的稳定性和丰富性，是典型N受体。nAChRα7能够发挥进行神经调节的作用，具体包括进行突触前递质的合成与释放、产生突触后电流、传导细胞内的信号、细胞的发育和凋亡等[1]。nAChRα7在免疫调节中有着重要的地位，在神经与免疫系统发挥了重要的联系作用。

1 nAChRα7在胆碱能抗炎途径的作用

自主神经系统（简称ANS），其功能主要在于影响人体腺体和内脏，主要包括以下两个方面：交感神经和副交感神经通路，这二者共同完成了调节机体功能。Ach作为典型神经递质，是由副交感神经分泌的。神经机制主要借助于迷走神经，在短时间内能够阻止巨噬细胞TNF产生，避免全身引起炎症，在专业领域这一机制被称为“胆碱能抗炎途径”。通过利用电刺激迷走神经，进而分泌产生纤维，就可以阻止心脏、肝和脾TNF产生，从而有效地降低发生内毒素血症时体内所含TNF血清水平[1,2]。再经过切断迷走神经时，就能够快速的对炎性刺激的TNF产生反应。并且，切断迷走神经影响到动物对内毒素致死效应的反应能力。并且，为了达到阻止炎症前细胞因子合成的目的，可以采取进行刺激缺血再灌注动物的心脏组织和肝脏的迷走神经；为了抑制对缺血再灌注反应而形成的高血压和血清TNF升高，可以进行刺激两侧的颈迷走神经。为了验证手术引起炎症的抑制反应，可以采取激活肠道巨噬细胞信号转导和转录激活蛋白（STAT3），也可以达到抑制术后梗阻的现象[2,3]。其中，所使用的刺激电压的强度能够影响迷走神经保护作用[1,4]。此外，进行迷走神经的刺激能够达到其个体产生炎性反应现象，有利于减轻鼠爪肿胀症状。“胆碱能抗炎通路”能够有效地发挥阻止局部区域发生炎症现象。然而，对于切除nAChRα7基因实验小鼠，其机体的LPS致死效应表现明显，对于缺失nAChRα7基因的实验小鼠，在进行刺激迷走神经时TNF水平不会明显下降。

通过实验可以看出，迷走神经传出纤维释放的乙酰胆碱活化烟碱受体抑制巨噬细胞活化的抗炎作用，其中机制在于α7受体受到刺激兴奋后，会进一步的激活酪氨酸激酶（Janus kinase 2，Jak2），导致STAT3出现磷酸化，进而产生STAT3与其DNA反应原件结合和激活。

2 nAChRα7在免疫活性细胞抗炎的作用

通过分析副交感神经通路抑制巨噬细胞活化的神经机制，可以得出进行调节炎性反应机制。并且，在进行研究NNAS过程中，人们加深了对免疫活性细胞上NNAS了解，并得出了能够利用免疫活性细胞中的NNAS进行提高机体免疫，阻止机体内炎症的产生，达到很好地调控目的。王金荣研究了关于腹腔淋巴结巨噬细胞和滑膜巨噬细胞上免疫机制，并得出了所存在的免疫细胞含有固有胆碱能系统[3]。

Borovikova[4]研究认为，ACh、烟碱和卡巴胆碱剂量能偶发挥阻止LPS产生炎性因子，主要包括原代巨噬细胞TNF、IL-1β、IL-6和IL-18等，然而这些试剂不会阻碍抗炎因子IL-10产生。其机制在于能够有效地阻碍蛋白合成，借助nAChR介导实现。实验结果说明，nAChRα7亚基是该机制中最为核心的因素[5]。将烟碱加入到培养基，可以看到内毒素诱导的巨噬细胞TNF含量下降，说明了其抑制作用；将nAChRα7的反义寡核苷酸（antisense oligodeoxynucleortide specific forα 7，ASONα7）加入培养基后，烟碱的影响作用减弱。

Takahashi[6]等在进行试验研究中，证明了烟碱能够有效阻止LPS诱导的单核细胞IL-18和IL-12释放，烟碱抑制作用受到了非选择性和选择性nAChRα7拮抗剂影响，说明了烟碱作用机制与nAChRα7兴奋有直接关系。

Takahashi[6]等研究还发现烟碱抑制单核细胞上ICAM-1，B7.2，和CD40的表达，和PBMC上TNF-α，IFN-γ和IL-12的释放。并且，α7 nAChR非选择性的拮抗剂美加明和选择性的拮抗剂银环蛇毒素（bungarotoxin，α-BTX）可以消除烟碱的这种效果。经过PBMC采用上调环氧化酶2（cyclooxygenase 2，COX-2）的表达引起PGE-2产生，已知PGE-2可以激活EP2/EP4受体，导致cAMP增加和PKA激活。类似地，经过实验证明了COX-2和PKA抑制剂能够有效地起到阻碍烟碱对黏附因子和细胞因子作用，就展示了烟碱作用机制实际上经过内源性的PGE-2释放。Hamano等在研究中发现，当在LPS环境下，应用核转录因子（Nuclear Factor kappa B，NF-κB）和MAPK抑制剂可以实现烟碱作用机制模拟过程。这就能够证实烟碱作用机制直接与NFκB、MAPK P38有联系。

Shytle等经过试验研究指出，通过使用ACh和烟碱能够刺激产生nAChRα7，其中，剂量大小可以经过阻碍LPS产生影响释放大鼠小胶质细胞中TNF-α的含量，能够进一步表达增强细胞中环COX-2和合成PGE2，不会对激活小胶质细胞产物产生影响，如IL-1β产生；兴奋nAChRα7可以起到进行阻碍LPS诱导的P38磷酸化情况。提示Ach能够在激活小胶质细胞中起到控制作用，具体该过程与P38磷酸化减弱有直接联系。

Blanchet等经过研究指出，通过使用nAChR激动剂能够起到阻碍小鼠哮喘模型肺和气道嗜酸性粒细胞浸润作用。并且，在实验中发现所产生的人血嗜酸性粒细胞表达α3、α4、α7nAChR亚型，在体外应用不同浓度的采用剂量不同的DMPP能够有效减弱血小板活化因子（PAF）诱导的白三烯C4（leukotriene，LTC4）的产生。同时，在进行减弱嗜酸细胞活化趋化因子诱导的嗜酸性粒细胞迁移中发挥重要的作用。实际上，该过程也可以被nAChR拮抗剂美加明所逆转。另外，DMPP降低金属蛋白酶-9（MMP-9）释放，降低IP3依赖的、PAF诱发的细胞内钙离子浓度的上升。所以，功能性nAChR能够在嗜酸性粒细胞中获得表达，并能够在体外nAChR激动剂降低嗜酸性粒细胞作用，这就证明了该抗炎效果有利于治疗过敏性哮喘。

3 nAChRα7在血管内皮细胞上的表达及抗炎作用

Saeed在研究中指出了体外、体内的胆碱能信号能够起到阻碍微血管内皮细胞炎症发生。在实验结果中，烟碱和拟胆碱剂CAP55能够阻碍和白细胞的迁移、内皮细胞活化。在TNF诱导的趋化因子、黏附因子表达中起到抑制作用。并且，能够阻碍NF-κB和细胞因子的活化作用，降低T细胞发育速度，阻碍其成熟时间，并且能够弱化单核细胞、中性粒细胞的破坏性和杀伤性。在内皮细胞和白细胞黏附作用，可以起到阻碍黏附，防止细胞渗出现象，达到治疗炎症目的。通过使用美加明，逆转烟碱和CAP55，可以发现能够很好地发挥内皮细胞活化，证实了烟碱和CAP55的抗炎机制：借助内皮nAChRα7能够达到抗炎效果。

Skok等经过研究发现，nAChRα7亚型主要存在两种细胞上，包括：淋巴细胞杂交瘤hybridoma 1D6和骨髓瘤X63-Ag8，并且分化细胞含量远超过静止细胞。对于长期有吸烟习惯的人群，烟碱会在体内有较长的影响时间，从而影响杂交瘤患者α7上调。同时，烟碱能够促进杂交瘤细胞生产和成熟速度，并使抗体释放速度变慢，PI3K磷酸化下游目标细胞外信号调节激酶（ERK）和MAPK能够影响到烟碱效应。烟碱兴奋的APCs可以促进分泌细胞因子和增加T细胞生长速度。同时在实验的小鼠动脉粥样模型，烟碱可以聚集动脉周扬硬化周围损害的树突状细胞。

然而，经过长时间的烟碱刺激，能够产生主动脉粥样硬化，并能够诱导低密度脂蛋白受体阴性小鼠巨噬细胞促炎性反应。实验中，采用烟碱进行处理，主要针对小鼠外周血巨噬细胞系RAW264.7，处理完后进行18种血清因子分析，实验结果表明，处理完的小鼠体内的TNFα、IL和角质化细胞趋化衍生因子、NO的合成表达大幅提高。经过烟碱作用后所诱导RAW264.7细胞释放因子，能够影响到内皮细胞和平滑肌细胞NF-κB基因。

在经过试验研究哮喘患者发现，其体内的淋巴细胞培养上清和外周血IL-4含量出现大幅的提高，而IFN-γ含量有着大幅的减小，这就证实了其自身免疫功能受到影响。针对哮喘患儿外周血nAChRα7表达较正常儿童增高，胆碱能系统兴奋，nAChRα7增高，反过来有阻碍个体释放过度兴奋与因子表达，从而维护个体内免疫自身平衡。此外，nAChRα7含量的上升与正常水平相比有明显的交叉现象，这就证实了变异性的发生，分析其中的原因在于生理状态与儿童情绪精神有直接联系。

用烟碱刺激PBMC，nAChRα7增高，而IL-4和IFN-γ均有不同程度降低，显示出烟碱对炎性因子的抑制作用。而应用nAChRα7拮抗剂α-BTX后，就可以发现体内的nAChRα7表达明显下降，相关学者指出了在α-BTX培养的单核细胞 nAChRα7 mRNA出现冥想上升的现象。长时间烟碱刺激和应用拮抗剂效果一致可能是长时间烟碱作用后，导致了nAChR的脱敏，从而产生一个类似应用拮抗剂的效果。

所以，过度炎性因子使机体抵抗能力下降，容易产生其他病症，如炎性肠病、类风湿性关节炎、肠毒素血症和脓毒血症。气道的NNAS表达作用并且，在临床治疗中能够以其作为靶目标展开治疗，免疫活性细胞NNAS和自身的免疫现象，说明了在进行治疗中采用抗胆碱能药物预防发生机体免疫副作用[6]。胆碱能够发挥抗炎作用，其途径广泛存在于体内，然而需要进一步了解机体影响和作用途径。整个机体是有机协调，实验研究也不断地指出神经内分泌与免疫依靠共有的物质发生影响，并形成统一网络达到机体免疫平衡。

nAChRα7在神经内分泌和免疫的交联中无疑发挥重要作用，但是具体关于作用机制和途径还要进一步的研究。同时，对于作用机制的研究应从机体的本质展开，如细胞内信号具体调节功能和作用机制。关于感染神经系统疾病的研究也应作为重点，如风湿热的舞蹈症和链球菌感染后加重和诱发的多发性抽动症。目前，研究集中于针对记忆和免疫之间的联系进行的。例如，AD研究证实了nAChRα7在小胶质细胞表达减少，胆碱酯酶抑制剂与nAChR兴奋剂能够对AD患者产生作用，说明了nAChRα7变化与记忆和智力有密切关系。

[1] Bernik TR,Friedman SG,Ochani M,et al.Pharmacological Stimulation of the Cholinergic Antiinflammatory Pathway[J].J Exp Med, 2002,195(6):781-788.

[2] de Jonge WJ,van der Zanden EP,The FO,et al.Stimulation of the vagus nerve attenuates macrophage activation by activating the Jak2-STAT3 signaling pathway[J].Nat Immunol,2005,6(8):844-851.

[3] 王金荣,王宏伟,刘胜洪,等.大鼠免疫细胞及器官的固有胆碱能系统[J].中华神经医学杂志,2005,4(1):28-31.

[4] Borovikova LV,Ivanova S,Zhang M,et al.Vagus nerve stimulation attenuates the systemic inflammatory response to endotoxin[J]. Nature,405(6780):458-462.

[5] Wang H,Yu M,Ochani M,et al.Nicotinic acetylcholine receptor alpha7 subunit is an essential regulator of inflammation[J].Nature, 2003,421(6921):384-388.

[6] Hideo Kohka Takahashi,Hiromi Iwagaki,Ryosuke Hamano,et al. α7 Nicotinic Acetylcholine Receptor Stimulation Inhibits Lipopolysaccharide-Induced Interleukin-18 and-12 Production in Monocytes[J].J Pharmacol Sci,2006,102(1):143-146.

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：1671-8194（2014）03-0030-02