甲酰肽受体家族在炎症反应中作用机制的研究进展

郭宇含，张红

(遵义医科大学，遵义563000)

炎症反应是机体对抗病原体、维持机体稳态的关键，其主要病理特点是炎症细胞在受损组织的浸润。但过度炎症瀑布效应可导致机体组织、器官不同程度的损伤。机体是通过何种途径调节炎症反应，具体调节机制是什么?仍然是目前临床研究的热点。G蛋白偶联受体超家族(Gi－protein－coupled receptors，GPCRs)是由细胞表面七个跨膜蛋白组成的偶联受体，机体主要通过G蛋白偶联受体超家族识别病原体和损失性相关趋化分子(PAMPs和MAMPs模式)。GPCRs主要由两个亚家族组成：经典的GPCRs和趋化GPCRs。甲酰肽受体(FPRs)属于经典的GPCRs亚家族，可在不同宿主细胞类型上表达，与不同的配体相互作用表现出多样性的能力［1]。现将FPRs受体家族在炎症反应中的作用机制最新研究进展综述如下。

1 FPRs家族成员、配体及其拮抗剂

FPRs是一个包含7个跨膜结构域的家族受体，即GPCRs。人类已经鉴定出来的FPRs家族成员有FPR1、FPR2/ALX和 FPR3三种，主要表达在19q13.3号染色体上［1]。最初发现 FPRs在中性粒细胞、巨噬细胞、单核细胞等骨髓细胞中表达，但随后发现其在内皮细胞、纤维细胞、癌细胞等非造血细胞中表达。最初，人们对于FPRs的认识主要集中在调节炎症方面，即FPRs与相应的配体结合后引起一连串细胞信号事件，导致髓细胞迁移，炎症介质的释放，吞噬增加等等。但越来越多证据表明，FPRs除了控制炎症外，还参与许多病理生理反应过程。FPRs可调控宿主防御过程，调节中性粒细胞和树突状细胞等的活化，参与宿主对细菌感染、组织损伤和伤口愈合，同时FPRs可参与恶性肿瘤细胞的生长、侵袭和转移。尽管FPRs家族成员具有高度的序列同源性和一些重叠的功能，但是它们配体识别和结合方式并不相同［2]。

人类FPRs家族(FPR1、FPR2/ALX和 FPR3)主要表达于髓细胞(白细胞)，如中性粒细胞(FPR3除外)、单核细胞/巨噬细胞，自然杀伤，细胞和树突状细胞［3]。最新研究［1，4，5]表明，FPRs 家族不仅在髓细胞中表达，同时也在非髓细胞中表达，如T细胞、自然杀伤细胞、上皮细胞、角质形成细胞、微血管内皮细胞、肝细胞、星形胶质细胞、肺泡上皮细胞、成纤维细胞和某些类型的癌细胞。

小鼠FPRs家族成员有8种，包括FPR1、FPR2、FPR －rs1、FPR －rs3、FPR －rs4、FPR －rs5、FPR －rs6、FPR － rs7，主要表达于 17a3.2 号染色体上［1]。FPR1和FPR2与人类FPR1和FPR2/ALX同源，但配体识别存在差异，人类的FPR3没有相应小鼠对应物，其余6个小鼠FPRs成员的基因在白细胞中表达，但是其编码受体的身份仍然未知［3]。

与其他GPCRs不同，FPRs家族识别不同受体，其主要识别传统的N－甲酰肽、内源性非甲酰肽配体及合成的FPRs配体甚至脂质，其中自然界中N－甲酰肽主要是由病原体及组织细胞死亡后线粒体蛋白降解产生的，与FPRs结合后主要调节炎症的进展，对机体抗感染维持机体稳态十分重要。内源性非甲酰肽配体包括组织蛋白酶G和糖皮质激素调节蛋白即膜联蛋白A1(Anxa1)等。合成的FPRs配体包括载脂蛋白A－I模拟肽L－37pA［6]，膜联蛋白A1(Anxa1)衍生肽AC2－26等等。趋化激动剂激活FPR1和FPR2后会引发一连串细胞信号事件，导致髓细胞(如中性粒细胞，巨噬细胞等)迁移、介质释放、吞噬增加和新基因转录等［7]。此外，无论对人类还是小鼠，其宿主源性肽和脂类FPRs激动剂主要是激动FPR2/ALX来调节炎症。在阿尔茨海默病的小鼠模型中，Resolvin e1(Rve1)和Lipoxin a4(Lxa4)通过激动FPR2，降低相关的神经炎症并促进炎症消退［8]。FPRs家族识别抗炎有关的配体(如Anxa1)在蛋白质一级结构上没有明显的共同处［9]。而对于 FPR3，它主要在单核细胞和树突状细胞(DCs)中表达，在体内，FPR3与其配体结合后处于高度磷酸化状态，从而使FPR3受体信号失活或内化，减少其配体与其他受体的结合，值得注意的是，FPR3不与甲酰化趋化肽相互作用，也不与FPR1或FPR2共享配体，这可能赋予FPR3独特的功能，但其具体的功能仍不清楚［10]。

FPRs家族拮抗剂为Boc－1、Boc－2。当Boc－1或Boc－2的浓度大于5 m时，Boc－1或 Boc－2对FPR2都有拮抗作用［11]。在小鼠脑出血后神经炎症实验中，Anxa1通过结合FPR2减轻自发性脑出血后神经炎症，当运用Boc2拮抗FPR2后，该保护作用消失［12]。

2 FPRs家族在炎症反应的中的作用机制

2.1 FPRs家族促进炎症细胞的活化浸润 中性粒细胞、巨噬细胞等白细胞的浸润是炎症反应进展的重要标志，机体内白细胞的生理和病理转运都是由细胞表面的GPCRs与多种趋化剂结合后传递细胞信号，调节炎症反应的进展。FPRs家族广泛表达在多种细胞上，其主要表达在中性粒细胞、单核细胞/巨噬细胞等。在炎症环境中，其主要的生物学活性是作为趋势信号通过诱导白细胞(中性粒细胞等)向感染组织的转移，调节炎症反应的各种阶段，此外，FPRs也介导巨噬细胞的吞噬，增加天然防御活性。

2.1.1 FPRs家族调节中性粒细胞的活化 FPRs家族调节不同配体诱导的中性粒细胞活化，FAM3家族是一类具有相似基因的细胞因子家族，主要包括：FAM3A、FAM3B、FAM3C 和 FAM3D。研究［13]发现，在小鼠硫酸葡聚糖钠诱导的结肠炎模型中，FAM3D表达显著上调后通过FPR1或FPR2诱导中性粒细胞的迁移聚集。在大鼠失血性休克肺损伤模型中，线粒体N－甲酰基肽(F－MITs)通过激活FPRs受体家族，诱导肺部中性粒细胞活化与聚集，损害肺组织［14]。在小鼠脂多糖(LPS)诱导的急性肺损伤模型中，FPR1拮抗剂GMC显著降低了LPS诱导的中性粒细胞在肺组织内聚集，抑制弹性蛋白酶脱颗粒，而显著减轻了小鼠LPS诱导的急性肺水肿和肺泡损伤［15]。在大鼠重症胰腺炎急性肺损伤实验中发现用清胰汤灌胃后，与对照组比，FPR1、FPR2表达下调，抑制中性粒细胞在肺内聚集，肺水肿减轻和肺组织病理评分较低，肺部炎症明显减轻［16]。

2.1.2 FPRs家族调节巨噬细胞的吞噬 FPRs家族参与巨噬细胞的吞噬作用，有利于机体的防御功能。LXA4、RvD1和ANXA1可能通过FPR2/LXA促进巨噬细胞的胞葬作用。巨噬细胞的胞葬作用(即吞噬凋亡细胞)是机体清除坏死细胞，避免自身抗原暴露的代谢应激，同时释放IL－10和TGF－β，对促进组织修复和炎症的消除的十分重要［17]。FAM19A4是一种新型的、FPR1细胞因子配体，在正常组织处于低水平表达的分泌蛋白，而在炎症(如脂多糖 LPS)刺激下表达上调。研究［18]发现，FAM19A4通过与FPR1结合促进巨噬细胞趋化迁移、吞噬及活性氧的释放。

2.1.3 FPRs家族调节其他细胞的活化 循环血管生成细胞(CAC)主要促进机体缺血组织的恢复，WKYMVm是一种FPR2激动剂，研究发现，WKYMVm通过激动FPR2诱导CAC动员及向受伤部位迁移聚集，刺激新生血管形成，对缺血性损伤具有保护作用，有利于心肌梗塞后的心肌修复［19]。此外，在败血症小鼠模型中，体内注射WKYMVm后能诱导紧急粒细胞的生成，从而提供有效的中性粒细胞，增加机体感染能力［20]。

2.2 FPRs家族促进细胞吞噬细菌病原体 当机体受到细菌感染时，中性粒细胞离开血液游动至感染部位，吞噬病原体，这一过程是机体天然抗细菌感染主要组成部分。研究表明［21]，FPRs家族在调节细胞吞噬作用上起到关键的作用，人类FPR1和FPR2与小鼠FPR1和FPR2同源，它们识别细菌衍生的趋化甲酰肽，并引导中性粒细胞吞噬细菌病原体。对于缺乏FPR1和FPR2(fpr1/2－/－)的小鼠，其中性粒细胞对细菌病原体的趋化性吞噬作用出现障碍。细胞实验［21]定量分析结果表明，与野生型中性粒细胞相比，fpr1/2－/－中性粒细胞的细菌吞噬作用显著降低。

2.3 FPRs家族配体在炎症反应中的作用 FPRs家族广泛表达于机体炎症调节细胞中，且其配体广泛的存在于机体炎症环境中，FPRs家族与相应的配体结合后，其主要的生物学活性是作为生物信号通过调节不同的炎症细胞迁移、聚集及活化等，在调节炎症各种阶段有重要意义。不同激动剂(配体)也常常引起不同的生物学效应。

血管活性肠肽(VIP)是调节炎症反应的关键蛋白，研究［22]发现，在细菌性角膜炎的小鼠模型中，VIP的抗炎效果主要通过与FPR2受体结合后，下调炎症介质，降低细菌负荷，减少中性粒细胞及巨噬细胞向已受感染的角膜浸润，最终减轻角膜损伤。

血清淀粉样蛋白A(SAA)是炎症性疾病的生物标志物，在感染或组织损伤中强烈上调。SAA介导多种炎症反应，包括一些细胞因子和趋化因子的产生、滑膜增生和血管生成的诱导以及人吞噬细胞的化学触觉迁移，对吞噬细胞有趋化作用［23]。FPR2在SAA诱导的先天免疫细胞或炎症细胞的细胞反应中起着关键作用。研究［24]表明，SAA的羧基端肽SAA1(47－104)通过结合FPR2诱导中性粒细胞和单核细胞趋化聚集，SAA通过FPR2信号通路上调内脂素表达［25]。

FPRs家族在阿尔茨海默病(AD)等神经退行性疾病的炎症反应中发挥着重要的作用。淀粉样蛋白1－42(A1－42)是淀粉样蛋白前体蛋白水解分解产生的片段。研究［26]发现，Ab1－42与AD发病机制中的神经毒性和老年斑的形成密切相关。而FPR1和FPR2在调节A1－42诱导的巨噬细胞和胶质细胞信号传导中起重要作用［27]。

损伤相关分子模式(DAMP)是创伤、感染或失血等导致机体大量释放内源性分子的一种分子模式，能快速的启动机体免疫系统。线粒体N－甲酰基肽(F－MITs)是与细菌N－甲酰化肽相似的一种DAMP。在大鼠失血性休克肺损伤模型中，损伤组的F－MITs水平明显高于对照组，且F－MITs对肺组织及气道功能的损害呈浓度依赖性，而用FPRs拮抗剂后改善了大鼠失血性休克诱导的肺损伤，这表明，F－MITs通过FPRs受体家族启动损伤相关分子模式［14]。

膜联蛋白A1(Anxa1)是广泛存在于真核细胞中的钙依赖磷脂结合蛋白，是调节体内内源性炎症反应的关键蛋白。Anxa1的衍生肽Anxa1－2－26(Ac2－26)是来源于Anxa1的N－末端(功能结构域)活性肽前26个氨基酸，具有Anxa1大多数生物功能，常常作为Anxa1的替代物。研究［28]发现，在小鼠过敏性结膜炎模型中，膜联蛋白A1肽Ac2－26通过结合FPR1或FPR2降低血浆IgE抗卵蛋白水平，抑制结膜内肥大细胞脱颗粒及中性粒细胞的聚集，有利于小鼠过敏性结膜炎的恢复。在感染弓形虫的人胎盘外植体中，Ac2－26通过激活FPR1或FPR2降低了Cox－2及前列腺素E2水平，降低了弓形虫的寄生力，进一步揭示了膜联蛋白A1抗寄生虫及抗炎能力［29]。

脂蛋白(LXs)是花生四烯酸的脂氧合酶衍生的内源性脂质介质，是体内重要的内源性抗炎物质。其中脂氧素A4(lipoxinA4)是其亚型之一。lipoxinA4通过作用于FPR2发挥抗炎和促炎症分解作用。在小鼠腹膜炎模型中，含咪唑/恶唑的合成脂蛋白(SLXMS)通过激活FPR2显著降低了脂多糖诱导的NF－B的激活，抑制炎症细胞因子的激活，同时抑制腹膜炎相关的中心粒细胞在机体内的聚集，有利于小鼠腹膜炎的炎症消退［30]。

综上所述，FPRs受体家族广泛表达于髓细胞、非髓细胞等多种细胞类型上，参与许多病理生理过程。FPRs家族可通过促进中性粒细胞的活化、巨噬细胞的吞噬作用、循环血管生成细胞等细胞的生成参与炎症反应的发生发展。FPRs家族可促进中性粒细胞吞噬细菌病原体。FPRs家族可通过与VIP、SAA、A1－42、DAMP、Anxa1 等配体结合，调控炎症细胞的迁移、聚集及活化等。因此深入研究FPRs及其配体在炎症方面的调节作用，对临床上提供新的炎症性疾病治疗方案有重要的意义。