Smurf2与肺纤维化关系研究进展

代文静，李万成

(成都医学院第一附属医院呼吸内科，四川成都610500)

肺纤维化(pulmonary fibrosis，PF)是一种进行性、致命性的间质性肺部疾病。PF早期病理改变为肺泡炎，此后逐渐出现不可逆的纤维化改变，导致肺功能逐渐下降，甚至出现呼吸衰竭[1-2]，但其发病机制仍不清楚。PF的发病过程涉及广泛信号通路，如：TGF-β通路、MAPK通路、Rho/ROCK通路等。结合相关文献报道，近年来转化生长因子β1(transforming growth factorβ1，TGF-β1)信号通路已成为研究人员作为研究PF的重要靶点，在其发生发展中起着重要的作用，可以激活下游信号，促进和维持PF状态[3]。泛素蛋白酶体途径(ubiquitin-Proteasome Pathway，UPP)是真核细胞内重要的蛋白质降解系统，对细胞内蛋白特异性降解，泛素活化过程包括E1泛素活化酶、泛E2素结合酶和E3泛素连接酶。Smad泛素化调节因子2(smad ubiquitin regulatory factor 2，Smurf2)是E3泛素连接酶中的一种，是泛素化过程中最关键因子，可特异性识别不同底物，通过抑制TGF-β1/Smad信号通路，从而抑制或延缓PF的进行性进程[4-5]。目前研究提出，Smurf 2在PF过程中发挥一定作用，已引起广泛关注，但机制尚未明确。本文根据研究现状，主要就Smurf2与PF TGF-β1/Smad信号通路关系的研究进展作一综述。

1 Smurf2的结构与功能

泛素化是翻译修饰及蛋白质降解的体内重要方式之一，近年来引起了越来越广泛的关注。E3泛素连接酶在整个蛋白质的降解过程中发挥着关键作用，使不同的活化泛素从结合酶E2转移到相应底物，决定了泛素化修饰的特异性。

E3泛素连接酶根据结构与功能的不同分为含有E6相关蛋白羧基末端同源结构域的(HECT)E3酶、含有指环状结构域的E3酶及含有U-box结构域的E3酶[6]。HECT可直接与泛素连接再将其传递给底物，是近年来研究的热点[7]。Smurf 2是E3泛素连接酶的一种，含有WW结构域，决定作用底物的特异性，可识别含有PPXY结构的底物，C-端含有HECT结构域，可催化泛素与底物形成硫酯键[4]。研究发现，Smurf2可介导完成TβR的泛素化降解，其底物Smad7、Smad2/3、TβRⅠ及TβRⅡ等均参与纤维化TGF-β1信号传导，Smurf2可将其底物及受体泛素化降解，进而调控TGF-β1/Smad信号通路[6，8-11]。如Smurf2功能失调将会导致TGF-β1/Smad信号传导异常，致一系列病理生理改变。

2 TGF-β1/Smad信号通路

TGF-β家族包括近30种生长和分化因子，主要包括TGF-β、生长因子、骨形态发生蛋白等。TGF-β是一类具有多效性的细胞生长因子，在细胞生长、分化、细胞外基质合成以及损伤后修复等方面起着重要作用，因而TGF-β信号传导通路的各种调节机制均是目前学者们研究的热点。TGF-β家族在哺乳动物中含TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3三大亚型，其中TGF-β1活性最强、功能最多、所占比例最高，因而被广泛用于临床和科研中。TGF-β有三类特异性结合受体：TβRⅠ、TβRⅡ、TβRⅢ，细胞对TGF-β信号传导应答主要依赖于TβRⅠ与TβRⅡ的相互作用。Smad蛋白是近年发现参与TGF-β1信号传导的一类信号蛋白[12]，是TGF-β1下游信号的重要调控因子，在TGF-β信号传导中从细胞表面受体转至细胞核过程中起到主要作用，不同的Smad蛋白介导不同的TGF-β信号传导，在不同层面作相应精确调控。在哺乳动物中有8种Smad蛋白，根据结构和功能分为三类：①受体调节型(R-Smads)，包括Smad1、2、3、5、8；②受体抑制性(I-Smads)，包括Smad6、7；③共同中介型(Co-Smads)，包括Smad4[13]。

文献报道，TGF-β1与各大器官纤维化关系最密切，通过细胞内信号传导通路在纤维化疾病的病理变化过程中起着至关重要作用[1，14-16]。Smad蛋白作为TβR下游信号传导因子，建立胞膜与胞核之间的信号传导，是TGF-β1信号中最关键的信号传导因子。在TGF-β1/Smad信号传导通路中，TGF-β1先与TβRⅡ结合形成二聚体复合物，TβRⅡ激酶致使TβRⅠ磷酸化，再与TβRⅠ结合形成四聚体复合物，激活TβRⅠ。激活的TβRⅠ磷酸化下游Smad2/3，Smad2/3与Smad4形成复合物后转位到核内，激活核内靶因子的转录。Smad7可从细胞核释放进入细胞质发挥负反馈调节，其与R-Smad蛋白结构相似，但能更有效地与TβRⅠ结合，从而抑制受体介导的Smad2/3磷酸化及下游基因的转录，从而调控TGF-β1/Smad信号传导，抑制TGF-β1介导的细胞外基质合成[17-19]。

3 Smurf2与TGF-β1/Smad信号通路

研究表明，Smurf2主要通过两大途径调控TGF-β1/Smad信号通路：(1)Smurf2与Smad7结合后，转移至细胞质中，使得TβRⅠ及Smad7降解[7，19-22]。在细胞核内Smad7通过PY序列和氨基末端分别与Smurf2的第3个WW结构域和HECT结构域结合，形成Smurf2-Smad7复合物，然后Smurf2-Smad7复合物与TβRⅠ在胞浆内脂质小囊结合，Smad7和TβRⅠ在Smurf2的作用下泛素化降解；(2)Smurf2通过Smad2/3使其与SnoN结合，使得SnoN泛素化降解。Smurf2亦可选择性作用于R-Smad蛋白，Smurf2通过WW结构域与Smad2/3中的PPXY序列结合，使Smad2/3及SnoN泛素化降解，从而调节TGF-β1/Smad信号传导。

研究发现，TGF-β1亦可反促Smurf2的表达，Smad7可抑制TGF-β1对Smurf2的诱导，但之前的研究表明这属于负反馈作用，具体仍需继续探索[23]。因而，初步考虑Smurf2在纤维化发生发展中发挥作用与TGF-β1/Smad信号通路关系密切。

4 Smurf2与肺纤维化

目前已有文献报道，在TGF-β诱导人肺成纤维细胞活化实验中，沉默Smurf2表达，监测到人肺成纤维细胞α-SMA和I型胶原蛋白表达减少，Smad7蛋白表达增强，并抑制TGF-β1表达，推测Smurf2可通过调节Smad7蛋白表达，调控TGF-β1/Smad信号通路，从而影响TGF-β1活化人肺成纤维细胞的作用[24]。继之文献报道，泛素蛋白酶体抑制剂能减轻博来霉素诱导肺纤维化大鼠模型的肺泡炎症及肺纤维化程度[18，25-26]；泛素蛋白酶体抑制剂通过Smad蛋白抑制TGF-β1介导的靶细胞表达，Smurf2的功能失调导致TGF-β1/Smad信号传导异常。综上所述，我们可以推测出Smurf2在肺纤维化中起着核心作用，通过调节TGF-β1/Smad信号调控肺纤维化发生发展。

5 结语

肺纤维化是多种致病因子致肺损伤的最终结局，机制复杂，许多信号环节仍不清楚。虽然肺纤维化的各种潜在治疗方案已广泛应用于临床试验，但这类疾病在诊断后中位生存时间仍不可观。Smurf2表达在调节TGF-β1/Smad信号传导中起着核心作用，但肺纤维化的发生发展过程涉及广泛信号通路，在此过程中是否存在其他传导途径仍需进一步探索。因此，准确寻找肺纤维化发生发展中的治疗靶点，阻断肺纤维化发生发展过程中关键靶点是未来我们研究的重点。这需我们进一步研究探索，为肺纤维化疾病提供新的诊疗策略奠定基础。

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