肥大细胞中类胰蛋白酶及其相关疾病

付丹丹

(菏泽医学专科学校,山东菏泽274000）

肥大细胞中类胰蛋白酶及其相关疾病

付丹丹

(菏泽医学专科学校,山东菏泽274000）

肥大细胞；类胰蛋白酶；免疫检验

肥大细胞(mast cell,MC)是一种重要的炎症反应细胞。依据MC颗粒含有的蛋白酶和分布，将其分为T肥大细胞和TC肥大细胞两种类型。T肥大细胞内含有类胰蛋白酶，主要分布在呼吸道和肠黏膜层T淋巴细胞的周围。TC肥大细胞颗粒内含有类胰蛋白酶和胃促胰酶，主要分布在结缔组织，如皮肤、结膜、滑膜处。

在正常状态下，肥大细胞以未分化定向前体形式存在于循环中，此时它比较容易聚集在炎症部位,并在炎症部位进一步增殖成为成熟肥大细胞[1]。应激状态下,多种炎症介质和细胞因子以肥大细胞脱颗粒方式被释放，主要有生物胺、酶、细胞因子、花生四烯酸代谢产物、腺苷和神经肽等。肥大细胞的脱颗粒反应,，是炎症、免疫等病理反应的基础，也是机体的一种防御反应。

1 类胰蛋白酶(mast cell tryptase,MCT)

人们在用胰蛋白酶对MC染色时MC中有胰蛋白酶活性的物质，命名其为类胰蛋白酶。类胰蛋白酶cDNA相继被克隆。人类胰蛋白酶基因在16号染色体短臂上。目前人们将类胰蛋白酶分为:α，β，γ，

δ4类。通常MC自发地将α-类胰蛋白酶分泌至血中，而将β-类胰蛋白酶保存在细胞分泌颗粒中，仅在MC激活时通过脱颗粒的方式将其分泌至细胞外。Caughey[2]等发现血清类胰蛋白酶主要为无活性的前体β-类胰蛋白酶,其水平可以持续稳定地反映体内总MC分泌物含量，而成熟的β-类胰蛋白酶能够短暂快速地加重全身性过敏反应。

1.1 类胰蛋白酶生物作用每个类胰蛋白酶分子由4个单体和肝素糖蛋白组成，分子量约134 KDa。人β-类胰蛋白酶为指环状同源四聚体晶体结构，每个四聚体有两个肝素结合位点，使两个亚基通过弱的疏水键连接，与肝素的结合能稳定四聚体结构。类胰蛋白酶具有促进血管新生作用。金东岭等[3]探讨MC及MCT与甲状腺肿瘤微血管密度(microvessel density,MVD)的相关性及其对甲状腺癌发生发展的影响的研究中发现，Spearman等级相关分析显示各组甲状腺组织MC数量和MCT表达与MVD呈正相关(r=0.900，r=0.636，P＜0.05)。因此，MC及其分泌的MCT有促进血管新生的作用。

类胰蛋白酶能增加气道的反应性。Dougherty RH等[4]在具有独特蛋白酶的肥大细胞在辅助性T细胞2型哮喘的气道上皮内聚集研究中发现，辅助性T细胞2型高组表达类胰蛋白酶的肥大细胞的密度是正常健康受试者与辅助性T细胞2型低组的2倍（P= 0.15）。

类胰蛋白酶能促进组织重构。蛋白酶活化受体-2(PAR-2)是G蛋白偶联受体家族的成员,它的活化可介导促细胞分裂活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)信号转导，使MAPK激酶(MEK)[5]和细胞外信号调节激酶(ERK)1/2[6]等磷酸化,进而促进细胞异常增生、组织器官异常增大及其结构异常改变。类胰蛋白酶能够激活PAR-2,通过PAR-2的细胞效应来完成组织重构。

1.2 类胰蛋白酶的活性调节类胰蛋白酶的活性调节机制目前还不清楚。有人认为与pH、盐浓度、肝素等因素有关。pH为6时βⅡ-类胰蛋白酶降解纤维蛋白原的能力提高近50倍，βⅡ-类胰蛋白酶活化过程以及肺源性类胰蛋白酶降解低分子量激肽原需要在酸性环境下行。类胰蛋白酶的一种单克隆抗体B12在中性环境里可抑制类胰蛋白酶活性，但在酸性环境下,它反而使类胰蛋白酶降解纤维蛋白原的能力提高10倍以上，且改变类胰蛋白酶的酶切部位，不再产生抗凝的D片段。高盐(＞0.5 mol/L NaCl)既能阻止类胰蛋白酶在中性环境下失活，也能阻止它在酸性环境中活性形式的恢复。中性pH或生理条件下，如果没有稳定因素肝素的稳定作用，有活性的四聚体则会转化为无活性的四聚体，随即不可逆的转化为单体，此单体在重新加入肝素后仍然无法恢复活性。但在中性条件下获得的βⅡ-类胰蛋白酶单体在酸性环境中能够重新恢复至有活性的四聚体,且这一过程不需要肝素参与。

2 类胰蛋白酶与临床疾病

2.1 类胰蛋白酶与消化系统疾病IBS患者的近端空肠、末段回肠、回盲部及升结肠黏膜组织中MC数量较正常人明显升高，在D-IBS患者中，这种差异更明显[7]。类胰蛋白酶通过活化的肥大细胞脱颗粒方式释放，激活PAR-2，增加肠上皮通透性[8]，并且PAR-2激活后，PAR-2阳性的伤害感受神经元兴奋性增高，释放传递伤害性信息的兴奋性神经递质P物质(SP)及降钙素基因相关肽(CGRP)，从而导致腹部不适、腹痛、腹胀等高敏感症状的出现。

研究发现类胰蛋白酶与溃疡型结肠炎的发生有关。王承党等[9]研究发现小剂量类胰蛋白酶抑制剂可以下调结肠黏膜肥大细胞数量、抑制MC类胰蛋白酶表达,对葡聚糖硫酸钠诱导溃疡性结肠炎大鼠有治疗作用。

大量肥大细胞脱颗粒现象在人结肠腺癌侵袭过程中可以见到。有人[5]发现类胰蛋白酶和与系锁配体相对应激活肽可以引起DLD-1(一种人结肠癌细胞系)增殖反应。这种增值反应与MAP及MEK激酶磷酸化有关。

2.2 类胰蛋白酶与呼吸系统疾病肥大细胞与支气管哮喘(简称哮喘)密切相关。肥大细胞活化时，通过脱颗粒作用释放类胰蛋白酶、类糜蛋白酶、肝素、组胺等各种炎症介质，引起哮喘在病理、生理等方面的变化。类胰蛋白酶可引发气道微血管渗漏，导致支气管分泌物增多；也可引起气道高反应性及增加支气管对组胺的收缩反应。类胰蛋白酶对炎症细胞有募集作用。现在有很多研究表明类胰蛋白酶与多种细胞增殖导致气道重塑作用有关。

胃食管反流性咳嗽（gastroesophageal reflux-related chronic cough,GERC）是胃食管反流病（gastroesophageal reflux disease,GERD）的一种，以咳嗽为突出症状。王宇[10]等发现GERC组诱导痰中MCT水平明显高于无咳嗽GERD组，并且MCT与辣椒素咳嗽阈值LogC5间存在显著负相关（r=-0.571,P＜0.01）,这说明GERC患者较GERD患者有更高的咳嗽敏感性。因类胰蛋白酶具有募集炎症细胞、使气道壁多种细胞增生等作用，因此它也能促进慢性阻塞性肺疾病的发生、发展。

2.3 类胰蛋白酶与肿瘤血管新生与肿瘤的生长密切相关。肥大细胞类胰蛋白酶肥大细胞有刺激血管上皮细胞增生并使其形成血管状结构作用；并且它还通过降解结缔组织基质提供空间，以有利于肿瘤血管生长。顾漪萍等[11]研究类胰蛋白酶对人乳腺癌细胞系M DA-MB-435侵袭力的影响及其机制中发现，150 pmol/L～500 pmol/L的类胰蛋白酶可以促进MDA-MB-435细胞的跨膜侵袭；还可以促进MMP-2、TIMP-2的mRNA表达(P＜0.01)和MMP-2的蛋白表达(P＜0.05)，由此得出结论：类胰蛋白酶可以促进人乳腺癌细胞系MDA-MB-435细胞的跨膜侵袭。

2.4 a-类胰蛋白酶与肥大细胞增多症肥大细胞增多症的确诊目前主要靠骨髓活检，找到异常增生的纺锤形MC。α-类胰蛋白酶与β-类胰蛋白酶不同，它的分泌不受MC状态影响,因此，其血清含量可反映MC的数目。当其血清含量＞75μg/L时骨髓活检100%阳性，在20μg/L～75μg/L时比活检更敏感。因此，a-类胰蛋白酶对肥大细胞增多症的诊断有很大帮助。

3 类胰蛋白酶抑制剂（tryptase inhibitor，TPI）

类胰蛋白酶与多种疾病发生和发展相关，有很多研究表明TPI的应用可为类胰蛋白酶相关疾病的治疗提供一个新途径。谢华等[12]研究提示TPI可治疗炎症性肠病或者其他肥大细胞相关肠道疾病。Cairns[13]提出TPI对纤维变性及气道破坏类疾病有治疗作用。

[1]Morii E.Development of mast cells:analysis with mutant mice[J].IntJ Hemato,2007,86(1):22-26.

[2]Caughey GH.Tryptase genetics and anaphylaxis[J].J Allergy Clin Immunol,2006,117(6):1411-1414.

[3]金东岭，王蕾，时志民，等.肥大细胞及类胰蛋白酶在人甲状腺肿瘤组织中的表达及其与微血管密度的关系[J].现代生物医学进展，2012，12（19）：3639-3641.

[4]Dougherty RH,Sidhu SS,Raman K,et al.Accumulation of intraepithelial mast cells with a unique protease phenotype in T(H)2-high asthma[J].J Allergy Clin Immunol,2010,125(5):1046-1053.

[5]Yoshii M,Jikuhara A,Mori S，et al.Mast cell tryptase stimulates DLD-1 carcinoma through prostaglandin-and MAP kinase-dependent manners[J].J Pharmacol Sci,2005,98(4):450-458.

[6]Weidinger S,Mayerhofer A,Kunz L,et al.Tryptase inhibits motility of human spermatozoa mainly by activation of the mitogen-activated protein kinase pathway[J].Hum Reprod,2005,20(2):456-461.

[7]Demir M,Gokturk HS,Ozturk NA,et al.Helicobacter pylori prevalence in diabetes mellitus patients with dyspeptic symptoms and its relationship to glycemic control and late complications[J].Dig Dis Sci, 2008,53(10):2646-2649.

[8]Jacob C,Yang PC,Darmoul D,et al.Mast cell tryptase controls paracellular permeability of the intestine.Role of protease-activated receptor2 and beta-arrestins[J].J Biol Chem,2005,280(36):31936-31948.

[9]林艺娟,王承党,庄则豪,等.肥大细胞及类胰蛋白酶在溃疡性结肠炎大鼠结肠黏膜中的表达[J].世界华人消化杂志,2011,19(2):126-131.

[10]王宇,余莉,吕寒静,等.胃食管反流性咳嗽患者诱导肥大细胞相关介质的改变及其意义[J].同济大学学报,2010,31(4):55-61.

[11]顾漪萍,向萌,陆超,等.肥大细胞类胰蛋白酶促进人乳腺癌细胞系MDA-MB-435的跨膜侵袭[J].复旦学报(医学版)，2008，35（3）：407-410.

[12]谢华,何韶衡,程明华,等.类胰蛋白酶抑制剂对人大肠肥大细胞组胺释放的影响[J].细胞与分子免疫学杂志,2004,20(6):678-681.

[13]Cairns JA.Inhibitors of mast cell tryptase beta as therapeutics for the treatment of asthma and inflammatory disorders[J].Pulm Pharmacol Ther,2005,18(1):55-66.

R446.62

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1008-4118（2014）01-0066-03

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10.3969/j.issn.1008-4118.2014.01.38