糖皮质激素诱导的亮氨酸拉链蛋白与炎症反应关系的研究进展

魏　国(综述)，梁　杰(审校)

(三峡大学人民医院骨科，湖北 宜昌 443002)



糖皮质激素诱导的亮氨酸拉链蛋白与炎症反应关系的研究进展

魏国△(综述)，梁杰※(审校)

(三峡大学人民医院骨科，湖北 宜昌 443002)

摘要：糖皮质激素诱导的亮氨酸拉链蛋白(GILZ)广泛地表达于各种细胞及组织中，有助于发挥糖皮质激素的抗炎效应和免疫抑制作用。GILZ可抑制核因子κB、转录激活因子1及丝裂原活化蛋白激酶的激酶/细胞外信号调节激酶等炎症相关信号通路的活性，对巨噬细胞、树突细胞、内皮细胞、T淋巴细胞等炎性细胞的活性具有抑制作用。在慢性炎症反应中，GILZ的上调可抑制细胞因子和趋化因子的表达、白细胞的聚集和活化，并与类风湿关节炎等自身免疫性疾病密切相关。近年来对GILZ的研究众多，该文对GILZ与炎症反应相关的信号通路、细胞及相关疾病进行综述。

关键词：糖皮质激素诱导的亮氨酸拉链蛋白；核因子κB；巨噬细胞；树突细胞；内皮细胞；类风湿关节炎

糖皮质激素(glucocorticoid，GC)诱导的亮氨酸拉链蛋白(glucocorticoid induced leucine zipper，GILZ)首次作为一个抗炎分子在T淋巴细胞内发现，是一种GC诱导的、具有抑制T淋巴细胞活性的蛋白[1]。GILZ是亮氨酸拉链蛋白家族的一个新成员，属于转录因子transforming growth factor β-stimulated clone-22(TSC-22)家族。此家族蛋白含有3个较典型的功能域：N端的TSC盒，中间的亮氨酸拉链区和C端的多脯氨酸富含区，但不含有明显的DNA结合区[2]。研究显示，GILZ广泛表达于T淋巴细胞、巨噬细胞、肥大细胞、树突细胞、上皮细胞和内皮细胞等细胞中，具有调节细胞增殖、分化和凋亡，抑制细胞因子和趋化因子的表达，调控T淋巴细胞的活化，抑制白细胞介素2的产生，增加上皮钠通道的数量，促进骨量的累积等作用[3-6]。现就GILZ与炎症反应关系的研究进展予以综述。

1GILZ与主要信号通路的关系

1.1GILZ与核因子κB (nuclear factor κB，NF-κB)信号通路近年来，GILZ在抗炎及免疫抑制反应中的作用越来越引起研究者们的兴趣。大量研究表明，GILZ与许多关键的信号转导通路有着密切的关系，并且影响免疫细胞的生长及存活[4,7]。当细胞受到外来刺激，导致信号转导通路激活，引起一系列的炎症放大效应。NF-κB是一种核转录因子，在炎症刺激引起的信号通路中起着至关重要的作用。最常见的NF-κB二聚体是p65与 p50组成的异源二聚体，p65是NF-κB发挥主要功能的亚单位。最初在T淋巴细胞中发现过表达的GILZ对NF-κB 具有负性调控作用。增加GILZ的表达可以拮抗NF-κB激活，抑制NF-κB核移位和DNA结合活性。GILZ通过直接与NF-κB的亚基p65和p52结合来阻止NF-κB的核移位。然而，GILZ的表达不影响NF-κB的抑制蛋白(inhibitor of NF-κB，IκB)的磷酸化和降解，也不影响IκB/NF-κB的结合[4]。在上皮细胞，大鼠腹膜巨噬细胞、骨髓间充质干细胞和内皮细胞中表达的GILZ对NF-κB活性具有明显的抑制作用。在人单核细胞株THP-1中，用地塞米松或参与Th2辅助细胞反应的细胞因子去处理这些细胞时，GILZ可以直接结合并抑制NF-κB的转录活性[8]。研究显示，在人类内皮细胞中的内源性GILZ具有介导细胞的抗炎功能，过表达的GILZ明显抑制NF-κB亚基p65与DNA的绑定和转录活性，它并不是依赖蛋白质间的相互作用来干扰p65的核转位，而是通过抑制p65结合到κB位点的CC类趋化因子2、白细胞介素8和血管细胞黏附分子1启动子上来发挥效应的。然而，内源性GILZ在内皮细胞介导的抗炎效应中并不依赖于绑定p65或抑制p65的核移位[9-11]。GILZ影响NF-κB的DNA结合的具体作用机制仍待进一步研究。

1.2GILZ与转录激活因子1(activator protrin 1,AP-1)、MEK/ERK信号通路AP-1是一种重要的转录因子,它通过调控基因的表达来参与细胞的增殖、分化等过程。AP-1也是炎症刺激引起的一系列细胞反应的主要参与者，并且可以上调许多编码细胞因子、趋化因子、黏附分子的免疫调节基因[12]。Mittelstadt和Ashwell[13]通过实验证实，GILZ通过与AP-1的成员c-Jun和c-Fos的一种蛋白间的相互作用，抑制AP-1与其靶DNA结合，从而抑制AP-1的转录活性。GILZ可以与AP-1直接相互作用来抑制其转录活性。同时，GILZ也可以与丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)家族成员Raf-1蛋白激酶相互作用，导致Raf-1蛋白激酶磷酸化的抑制，随后抑制丝裂原活化蛋白激酶的激酶(mitogen-activated protein kinases kinases，MEK)/细胞外信号调节激酶(extracellular regulated protein kinases,ERK)的磷酸化和AP-1依赖的转录[14]。GILZ对AP-1活性的抑制作用，是通过直接相互作用，还是通过间接抑制MEK/ERK信号通路来发挥作用，需要进一步研究证实。此外，过表达的GILZ可以增加MAPK磷酸酶1(MAPK phosphatase-1，MKP-1)的表达， MKP-1通过对MAPK去磷酸化使其失活[9]。同时，GILZ也可以介导MKP-1的表达间接抑制NF-κB的活性[15]。研究显示，GILZ能通过绑定和促进Smad2磷酸化和叉头样转录因子3 表达的激活，从而激活转化生长因子β(transforming growth factor β,TGF-β)/Smad的信号通路[16]。

2GILZ与炎性细胞的关系

2.1GILZ与巨噬细胞、树突细胞GC可以通过一些方式来干扰巨噬细胞和树突细胞的功能。GC具有阻断它们的抗原呈递功能，同时也可以抑制干扰素γ在抗原呈递过程中的促进作用，从而发挥其抗炎作用[17]。在众多的GC调控蛋白中，GILZ在GC介导的免疫抑制和抗炎效应中扮演着重要的角色。GC诱导GILZ在大鼠和人类巨噬细胞，以及人的单核细胞中显著表达，同时，在体内外均可由GC介导其表达上调[18]。事实上，GILZ可减少巨噬细胞的表达、促炎因子分泌，调节正常T细胞表达和分泌的细胞因子的敏感性[19]。研究显示，在人类肺泡巨噬细胞中，活性Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)以依赖性髓样分化因子88的方式来介导GILZ表达的下调，RNA结合蛋白Tristetraprolin(TTP,又称锌指蛋白36)在TLR介导GILZ下调中起着重要的作用。TTP的过表达可导致GILZ在mRNA和蛋白质水平上的减少。相反，通过RNA干扰技术减弱TTP的表达，可抑制TLR1/2和TLR4介导的GILZ表达下调。同时，敲低GILZ会增加脂多糖介导的NF-κB活性，放大脂多糖介导的干扰素α和白细胞介素8的mRNA诱导效应，因此GILZ的缺乏可促进炎症反应[20]。在树突细胞中，GC介导的GILZ过表达可减少组织相容性复合体Ⅱ类分子及其刺激分子(如CD80或CD86)的表达，并且可增加程序性死亡分子受体1和免疫球蛋白样转录子3的表达，从而抑制树突细胞的抗原呈递功能[21]。具有抑制小鼠自身免疫性脑脊髓炎作用的CD80拮抗分子也可增加GILZ在CD4+T细胞中的表达[22]。另有研究表明，成熟的白细胞介素6、白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α和地诺前列酮混合物可使GILZ在树突细胞中高度表达，从而增加与免疫抑制密切相关的程序性死亡分子受体1的膜表达和白细胞介素10的分泌。在体内用小干扰RNA介导的GILZ基因沉默可增加树突细胞的吞噬作用，加强T细胞效应功能，并延长患癌症大鼠的寿命[23]。

2.2GILZ与内皮细胞当机体受到炎症刺激时，从血液中招募白细胞是宿主抵抗病原体和创伤愈合的一个重要过程。然而，这一过程也是炎症性疾病发病机制的基础。内皮细胞在炎症反应中起着至关重要的作用，可通过表达黏附分子和趋化因子，促进白细胞的募集，黏附在内皮细胞表面，并进入炎症组织，引起炎症反应[24]。研究表明，在内皮细胞中外源性GILZ的表达抑制了黏附分子、细胞因子和趋化因子的表达，对NF-κB 和MAPK的活性也具有抑制作用，从而减弱内皮细胞对白细胞的募集、黏附及迁移等一系列的促进作用。但是，不论地塞米松存在与否，肿瘤坏死因子介导的内皮细胞黏附功能不受内源性GILZ沉默的影响。因此，外源性GILZ在人的内皮细胞中具有抗炎功能[9]。外源性GILZ在内皮细胞中的抗炎效应，将来有可能成为治疗相关炎症性疾病的一种新方法。

3GILZ与类风湿关节炎的关系

GILZ具有抗炎和免疫抑制作用，广泛地表达于T细胞、巨噬细胞、树突细胞和内皮细胞中，抑制两个关键的炎性因子NF-κB 和AP-1。大量的研究表明，GILZ与类风湿关节炎有着密切的关系。类风湿关节炎确切的诱因还不清楚，但是增加的环加氧酶2的表达与该疾病密切相关[25-26]。初步研究显示，GILZ介导的GC抗炎效应，促进骨髓源性间充质干细胞过表达的GILZ抑制炎性因子肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β诱导的环氧合酶2的表达，而敲低GILZ会减少GC对环加氧酶2表达的抑制，进一步研究表明，GILZ通过阻止NF-κB核移位来抑制环加氧酶2的表达[11]。近年来，研究者们对GILZ与类风湿关节炎病理学的相关性在不断探究中。Beaulieu等[18]用胶原蛋白诱导的关节炎(collagen-induced arthritis,CIA)模型来研究GILZ 在小鼠体内的表达和抗炎功能，在CIA小鼠滑膜可以检测到GILZ表达，用治疗剂量的GC 处理CIA 小鼠后，可上调GILZ 的表达；减少GILZ 的表达可使 CIA 的临床症状更严重，而且增加滑膜的肿瘤坏死因子和白细胞介素1的表达水平，但不影响循环中细胞因子或抗胶原抗体的水平；GILZ在患有活动性类风湿关节炎患者的滑膜中和实验室培养的滑膜成纤维细胞中高度表达，并抑制白细胞介素6 和白细胞介素8的分泌，从而抑制NF-κB的活性。Ngo等[27]用CIA模型来对比研究GILZ-/-小鼠体内的治疗性GILZ表达的作用和GC效应的相关性，意外地发现在GILZ-/-小鼠体内GILZ的不足对关节炎的效应途径没有造成影响，尽管它影响着T细胞的活性；进一步研究结果显示，在GC对CIA和脂多糖诱导细胞因子产生的抑制效应中，GILZ显得是多余的，然而对于GC发挥其效应又是必需的。可能GILZ的表达代表着一个“备份”途径。尽管如此，内源性GILZ在CIA中的过表达也暗示着GILZ有着潜在的GC相仿的治疗效应，可作为一种潜在的治疗类风湿关节炎的目标。

4小结

GILZ作为GC介导的抗炎和免疫抑制反应中的一个重要介质，它可以在肝脏、肺、肾脏和大脑以及其他的组织或细胞中表达，也可以被GC、乙醇、白细胞介素10等诱导产生，甚至可以被一些细菌(如小肠结肠炎耶尔森菌、艰难梭状芽孢杆菌)进一步诱导表达[28-31]，并与复杂的炎症信号通路及免疫细胞有密切的联系。但它在炎症性疾病中的具体作用机制有待进一步研究证实。GILZ作为一种GC诱导基因，在对抗炎症和免疫激活方面可能与GC有着共同的途径。了解其介导的GC抗炎效应的具体作用机制，有助于GILZ运用于临床上炎症性疾病的治疗，并可避免长期GC治疗引起的不良反应。随着研究的不断深入，GILZ有可能成为临床上一种新型的抗炎制剂。

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Research Progress on the Relationship between Glucocorticoid Induced Leucine Zipper and Inflammatory ReactionWEIGuo,LIANGJie.(DepartmentofOrthopaedic,People′sHospitalofChinaThreeGorgesUniversity,Yichang443002,China)

Abstract：Glucocorticoid induced leucine zipper(GILZ) is widely expressed in various kinds of cells and tissues,and it promotes the anti-inflammatory and immune inhibitory effect of glucocorticoid.GILZ can inhibit the activity of inflammation-related signaling pathways,such as nuclear factor κB,AP-1 and mitogen-activated protein kinases kinases/extracellular regulated protein kinases.Besides,it can interfere with the activity of some inflammatory cells,such as the macrophages,dendritic cells, endothelial cells,T lymphocytes and so on.In chronic inflammation,the up-regulation of GILZ can inhibit the expression of cytokines and chemokines,as well as the aggregation and activation of leukocyte.Furthermore,it is closely associated with autoimmune diseases,such as rheumatoid arthritis disease.There has been a lot of studies on GILZ in recent years,here is to make a review of the relationship between GILZ and the signal pathways,cells,diseases related with inflammation reactions.

Key words：Glucocorticoid induced leucin e zipper; Nuclear factor κB； Macrophages; Dendritic cells; Endothelial cells; Rheumatoid arthritis disease

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收稿日期：2014-07-28修回日期：2014-11-14编辑：楼立理

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.11.017

中图分类号：R363

文献标识码：A