TRAIL系统在系统性红斑狼疮发病机制中的作用研究进展

阳素南 杨爱成

【摘 要】 系统性红斑狼疮是多种抗原参与的自身免疫性疾病。肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）通过与靶细胞上的TRAIL受体结合，能诱导多种肿瘤细胞与转化细胞发生凋亡。TRAIL及其受体介导的细胞异常凋亡导致自身抗体的产生是系统性红斑狼疮发生和进展的重要因素。对于系统性红斑狼疮的治疗目前仍以激素加免疫抑制剂为主，阻断细胞凋亡途径可作为未来的一个治疗方向。现就TRAIL系统作用于系统性红斑狼疮的发病机制的研究进展做一综述。

【关键词】 红斑狼疮，系统性；TRAIL系统；细胞凋亡；发病机制；综述

系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）是一种典型的自身免疫性结缔组织病[1]。多种自身抗体和免疫复合物的产生是SLE重要的发病机制。有研究表明，异常的凋亡细胞可作为抗原被自身抗体识别，导致自身免疫反应。在SLE中涉及到的凋亡途径主要包括：脂肪酸合成酶/脂肪酸合成酶配体（Fas/Fasl）途径、TRAIL/TRAIL受体（TRAIL-R）途径、TNF-α/TNFR1途径、Bcl-2、

颗粒酶途径等。TRAIL/TRAIL-R是近年新发现的凋亡机制。TRAIL是1995年被发现的TNF超家族中的凋亡分子，通过与靶细胞上的TRAIL-R结合，能够选择性地诱导肿瘤细胞与转化细胞凋亡；但对正常细胞的生长分化不产生影响。对于TRAIL/TRAIL-R途径在SLE中的作用机制目前尚未明

确[2]。现将TRAIL系统在SLE发病机制的作用研究进展总结如下。

1 TRAIL系统生物学特性及凋亡途径

1.1 TRAIL、TRAIL受体及生物学特性 TRAIL系统由TRAIL和TRAIL受体组成。TRAIL[3]是1995年继TNF和Fasl之后被发现的第3个TNF超家族中的凋亡分子，主要表达于活化的T、B淋巴细胞表面。目前，在人类中已发现5种TRAIL受体，分别是：TRAIL-R1（DR4）、TRAIL-R2（DR5）、TRAIL-R3（DcR1）、TRAIL-R4（DcR2）和骨保护素（OPG）。在这些受体中，DR4和DR5又称死亡受体（DR）或功能型受体，其细胞内区拥有完整的死亡结构域，能够介导相关凋亡信号途径的激活。DcR1和DcR2又称诱骗受体（DcR）或无功能型受体，DcR1没有死亡结构域，DcR2只有一个截短的死亡结构域，缺乏启动凋亡的残基，因此，DcR1和DcR2不能介导凋亡途径，通过竞争性抑制TRAIL与DR4和DR5的结合，或对抗DR4、DR5，或通过DcR2诱导抗凋亡信号，起凋亡抑制作用[4-8]。OPG与TRAIL结合可抑制破骨，增加骨骼密度。TRAIL广泛表达于人体多种组织器官，如外周血淋巴细胞、单核细胞、NK细胞，以及肾脏、脾脏、胎盘等。最主要的生物学特点为选择性细胞毒作用。

1.2 TRAIL系统介导的受体诱导凋亡途径 TRAIL通过与相应受体结合调节细胞凋亡。细胞凋亡由多种信号转导通路介导调控，TRAIL所介导的受体诱导凋亡途径是其外源性途径之一，TRAIL识别细胞膜表面的DR4或DR5受体，并与之结合形成配体-受体三聚体，进一步诱导DR的C端与Fas相关蛋白死亡结构域（FADD）结合，FADD的N端被激活，进一步与半胱氨酸蛋白水解酶-8（Caspase-8）结合，形成死亡诱导信号复合体（DISC），Caspase-8通过蛋白水解作用而活化并释放到细胞质基质中，Caspase-8活化后，通过线粒体依赖型和非依赖型2条信号途径传递死亡信号：非线粒体依赖型途径为Caspase-8继续激活Caspase-3，最终引起细胞凋亡；线粒体依赖型途径为Caspase-8通过裂解Bid蛋白形成有活性的tBid蛋白，tBid蛋白吸引Bax蛋白或Bak蛋白到线粒体里，导致细胞色素C和第二线粒体衍生的半胱天冬氨酸激活蛋白/低等电点IAP结合蛋白的释放，在凋亡蛋白酶活化因子1（Apaf-l）的作用下，细胞色素C与proCaspase-9结合形成复合体，促使proCaspase-9活化成有活性Caspase-9，从而活化Caspase-3引起细胞凋亡。而Bcl-2和Bcl-XL抑制细胞色素C的释放，从而阻止TRAIL所介导的受体诱导凋亡的发生。凋亡抑制蛋白（IAPs）可阻止Caspase的激活而下调Caspase，SMAC/Diablo可与IAPs结合而解除对Caspase的抑制作用，促进细胞凋亡，起到调节作用[9-10]。

TRAIL与TRAIL-R结合，能够选择性地诱导肿瘤细胞与转化细胞凋亡，但对正常细胞的生长分化不产生影响。自TRAIL系统被发现以来，学者对于其在肿瘤方面的凋亡诱导作用研究甚多，对TRAIL相关受体激动剂诱导肿瘤细胞凋亡的研究已进入Ⅲ期临床实验阶段，但对于TRAIL系统在免疫学疾病中的具体发病机制并非十分明确。以下主要从近年对于TRAIL系统作用于SLE的动物实验研究、临床研究以及药物治疗进行简述。

2 TRAIL系统与SLE

2.1 基础研究 TRAIL系统在免疫性疾病中作用机制复杂，且尚无定论。多数研究证实，TRAIL与TRAIL-R结合能诱导细胞凋亡，凋亡的细胞作为抗原被自身抗体所识别，导致免疫反应发生；但亦有部分研究通过实验得出刚好相反的结论。有研究者用免疫性关节炎、自身免疫性脑脊髓膜炎模型小鼠[11]进行实验，发现TRAIL通过对自身免疫进行负调节，抑制自身免疫性炎症的发生。

在SLE及狼疮性肾炎（LN）的疾病发展过程中，多种自身抗体的形成是其主要的机制。多种凋亡途径的激活使细胞凋亡增加，凋亡小体不能迅速被有限的吞噬细胞吞噬，导致凋亡小体细胞膜破裂。细胞内裸露的凋亡DNA片段作为抗原被淋巴细胞识别。而在凋亡过程中，裸露的凋亡DNA片段翻译后被修饰，抗原的免疫原性被提高，而具有免疫原性的自身抗原暴露于免疫系统，可引起自身免疫反应，从而导致SLE的发生。OPG通过抑制核因子kappa-β的配体（RANKL）和TRAIL与细胞膜上的信号受体结合而阻止细胞因子的激活。同时OPG防止体外培养的小鼠血管平滑肌细胞钙化，阻止TRAIL诱导的小鼠肾细胞凋亡[12]。LN是SLE临床常见而难治的并发症，可出现肾损害和肾脏病理改变[13-14]。疾病发展导致的慢性肾衰竭（CRF）和终末期肾病（ESRD）是SLE患者的主要死亡原因之一[15-16]。OPG作为一个保护因素，与SLE的活动程度呈负相关，通过研究推测OPG可作为LN患者的生物标志物以预测血管钙化进展和治疗效果。

2.2 临床研究 SLE患者常表现为白细胞减少。细胞凋亡增加，吞噬坏死细胞能力下降是SLE标志性的病理生理特征[17]。多项研究表明，SLE患者的肾脏、皮肤、外周血单核细胞、中性粒细胞均可检测出TRAIL mRNA和蛋白的表达升高。Matsuyama等[18]对成人SLE患者进行研究，发现SLE患者外周血TRAIL水平较正常对照组高，与中性粒细胞、自体T细胞呈负相关；而DcR3水平较正常组低，与中性粒细胞呈正相关，证明TRAIL系统参与了细胞凋亡机制。El-Karaksy等[19]

通过RT-PCR检测技术，发现SLE患者外周血单核细胞TRAIL mRNA明显高于对照组。另一项研究则发现，TRAIL被广泛表达于SLE患者的皮肤[20]。Ezzat等[21]研究表明，青少年SLE患者TRAIL水平的提高与LN活动、中性粒细胞抗ds-DNA抗体滴度升高呈正相关。DR5在所有B细胞亚群，包括静息期和活化期的B细胞中表达相似。利用DR5诱导LN致病B细胞凋亡，是一种潜在的治疗靶标。而Crowder等[22]报道经CS-1008（DR5受体激动剂）作用后，SLE患者的B细胞亚群并无变化，表明DR5在LN可能是通过与其他受体共同作用诱导细胞的凋亡，不能单独用作靶以诱导LN的B细胞凋亡。目前已发现的参与细胞凋亡的TRAIL死亡受体包括DR4、DR5，对于DR5的研究较多，但DR4、DR5如何共同参与SLE发病机制有待进一步研究。

此外，Nguyen等[23]研究表明，LN患者肾组织TRAIL蛋白水平明显升高，证明TRAIL参加了LN的发生发展。临床试验发现TRAIL、DR4、DR5可通过激活PI3激酶/AKT和ERK1/2和IL-8、ICAM-1等细胞因子的活化作用于肾小管上皮细胞（PTEC）[22]。Midgley等[24]通过对幼年型SLE患者外周血的中性粒细胞进行检验，发现Caspase-7、Caspase-8、Caspase-9 mRNA、BID/tBID蛋白水平明显高于对照组，而IAP1、IAP2和XIAP的mRNA水平显着降低，且实验组Caspase-8、Caspase-9的活性随时间增长而增加。Caspase-3、Caspase-7、Caspase-8、Caspase-9、BID、tBID、FADD作为下游组件参与TRAIL系统介导的细胞异常凋亡，IAPs可阻止Caspase的激活而下调Caspase。此研究表明，SLE患者外周血中性粒细胞的凋亡可能是由于TRAIL系统凋亡途径的激活导致下游组件一系列酶和因子的表达所致。

2.3 药物作用于SLE中TRAIL系统的研究 笔者前期研究[25-26]发现，通过依那西普、肾康丸影响TRAIL、DR4、DcR2 mRNA的表达，能有效降低大鼠Uα1-MG、血清TNF-α水平，减少24 h尿蛋白，减轻肾脏病理损害。但目前认为糖基化为DN的主要发病机制，而自身免疫反应是SLE的发病机制。上述研究显示，中西药均可成功作用于DN大鼠TRAIL系统，据此推测其对于自身免疫介导的SLE效果可能更显著。目前，用于治疗SLE的药物仍以糖皮质激素和免疫抑制剂为主，近几年免疫球蛋白疗法、干细胞治疗（造血干细胞、间充质干细胞）、基因治疗等新的方法在不断探索中。Matsuyama等[18]对狼疮患者和健康对照组进行血清中的TRAIL检测，发现对狼疮患者使用糖皮质激素能上调T细胞上DCR1的表达水平，而对TRAIL mRNA的表达起下调作用。Ehrlich等[27]对干扰素进行研究，发现在SLE患者体内进行干扰素的过量表达能诱导外周血单核细胞上TRAIL基因产生。

3 小 结

目前，TRAIL及TRAIL相关受体激动剂、单克隆抗体等对各种实体瘤的效果已进入Ⅲ期临床试验，但TRAIL与其受体在免疫相关疾病中的作用机制尚不完全明确。展望未来，有几个关键问题需要进一步解决，一是进一步探究TRAIL系统在自身免疫性疾病的作用；二是研究已知的治疗SLE的药物是否对TRAIL系统表达产生调节作用，如何影响TRAIL与其受体以及凋亡通路的下游组件的；三是在其他领域的已被证实有效作用于TRAIL系统的药物能否被应用于SLE。如此对自身免疫疾病寻找诊断和治疗的靶点意义重大。

4 参考文献

[1] 李杰峰，阳素南，杨爱成，等.系统性红斑狼疮合并脊柱关节病变的患者病情活动与脊柱关节疼痛的相关性研究[J].风湿病与关节炎，2014，3（8）：32-34.

[2] 张雅君，王汉民，陈威，等.狼疮肾炎患者血清sTRAIL及其受体DR4升高[J].第四军医大学学报，2003，24（11）：1040-1041.

[3] Wiley SR，Schooley K，Smolak PJ，et al.Identification and characterization of a new member of the TNF family that induces apoptosis[J].Immunity，1995，3（6）：673-682.

[4] Sun EW，Shi YF.Apoptosis：the quiet death silences the immune system[J].Pharmacol Ther，2001，92（2-3）：135-145.

[5] Marsters SA，Sheridan JP，Pitti RM，et al.A novel receptor for Apo2L/TRAIL contains a truncated death domain[J].Curr Biol，1997，7（12）：1003-1006.

[6] MacFarlane M，Ahmad M，Srinivasula SM，et al.Identification and molecular cloning of two novel receptors for the cytotoxic ligand TRAIL[J].J Biol Chem，1997，272（41）：25417-25420.

[7] Degli-Esposti MA，Smolak PJ，Walczak H，et al.Cloning and characterization of TRAIL-R3，a novel member of the emerging TRAIL receptor family[J].J Exp Med，1997，186（7）：1165-1170.

[8] Walczak H，Degli-Esposti MA，Johnson RS，et al.TRAIL-R2：a novel apoptosis-mediating receptor for TRAIL[J].EMBO J，1997，16（17）：5386-5397.

[9] Kim Y，Seol DW.TRAIL，a mighty apoptosis inducer[J].Mol Cells，2003，15（3）：283-293.

[10] Oldenhuis CN，Stegehuis JH，Walenkamp AM，et al.Targeting TRAIL death receptors[J].Curr Opin Pharmacol，2008，8（4）：433-439.

[11] Hilliard B，Wilmen A，Seidel C，et al.Roles of TNF-related apoptosis-inducing ligand in experimental autoimmune encephalomyelitis[J].J Immunol，2001，166（2）：1314-1319.

[12] Monta?ez-Barragán A，Gómez-Barrera I，Sanchez-Ni?o MD，et al.Osteoprotegerin and kidney disease[J].J Nephrol，2014，27（6）：607-617.

[13] Qiao G，Yang L，Li Z，et al.A77 1726，the active metabolite of leflunomide，attenuates lupus nephritis by promoting the development of regulatory T cells and inhibiting IL-17-producing double negative T cells[J].Clin Immunol，2015，157（2）：166-174.

[14] Brusselle GG.Pulmonary-renal syndromes[J].Acta Clin Belg，2007，62（2）：88-96.

[15] Fatemi A，Kazemi M，Sayedbonakdar Z，et al.Long-term outcome of biopsy-proven lupus nephritis in Iran[J].Int J Rheum Dis，2013，16（6）：739-746.

[16] Saxena R，Mahajan T，Mohan C.Lupus nephritis：current update[J].Arthritis Res Ther，2011，13（5）：240.

[17] Ren Y，Tang J，Mok MY，et al.Increased apoptotic neutrophils and macrophages and impaired macrophage phagocytic clearance of apoptotic neutrophils in systemic lupus erythematosus[J].Arthritis Rheum，2003，48（10）：2888-2897.

[18] Matsuyama W，Yamamoto M，Higashimoto I，et al.TNF-related apoptosis-inducing ligand is involved in neutropenia of systemic lupus erythematosus[J].Blood，2004，104（1）：184-191.

[19] El-Karaksy SM，Kholoussi NM，Shahin RM，et al.TRAIL mRNA expression in peripheral blood mononuclear cells of Egyptian SLE patients[J].Gene，2013，527（1）：211-214.

[20] Zahn S，Rehkamper C，Ferring-Schmitt S，et al.Interferon-α stimulates TRAIL expression in human keratinocytes and peripheral blood mononuclear cells：implications for the pathogenesis of cutaneous lupus erythematosus[J].Br J Dermatol，2011，165（5）：1118-1123.

[21] Ezzat MH，El-Gammasy TM，Shaheen KY，et al.Up regulation of serum tumor necrosis factor-related apoptosis inducing ligand in juvenile-onset systemic lupus erythematosus：relations with disease activity，antibodies to double-stranded DNA，nephritis and neutropenia[J].Int J Rheum Dis，2013，16（3）：310-318.

[22] Crowder RN，Zhao H，Chatham WW，et al.B lymphocytes are resistant to death receptor 5-induced apoptosis[J].Clin Immunol，2011，139（1）：21-31.

[23] Nguyen V，Cudrici C，Zernetkina V，et al.TRAIL，DR4 and DR5 are upregulated in kidneys from patients with lupus nephritis and exert proliferative and proinflammatory effects[J].Clin Immunol，2009，132（1）：32-42.

[24] Midgley A，Mayer K，Edwards SW，et al.Differential expression of factors involved in the intrinsic and extrinsic apoptotic pathways in juvenile systemic lupus erythematosus[J].Lupus，2011，20（1）：71-79.

[25] 杨爱成，肖炜，刘雅诗，等.肾康丸对2型糖尿病大鼠肾脏TRAIL系统表达的影响[J].暨南大学学报（自然科学与医学版），2013（6）：621-625.

[26] 杨爱成，肖炜，魏连波，等.依那西普靶向治疗影响2型糖尿病大鼠肾脏TRAIL系统表达的观察[J].中国糖尿病杂志，2012，20（6）：450-455.

[27] Ehrlich S，Infante-Duarte C，Seeger B，et al.Regulation of soluble and surface-bound TRAIL in human T cells，B cells，and monocytes[J].Cytokine，2003，24（6）：244-253.

收稿日期：2015-04-09；修回日期：2016-01-18