寻常型天疱疮信号通路研究进展

谢志敏， 潘乔林， 沈旭成， 张怡， 叶兴东,2

(1.广州医科大学皮肤病研究所，广东 广州 510182；2.广州市皮肤病防治所皮肤科，广东 广州 510095)

天疱疮(pemphigus)是一种罕见的慢性自身免疫性大疱性皮肤病, 典型临床表现为红斑基础上松弛性水疱、皮肤粘膜糜烂难愈、伴污秽性结痂、皮肤Nikolsky阳性，病理表现为棘层松解伴表皮内水疱。其发病机制为患者血循环中产生针对角质形成细胞(keratinocyte, KC)桥粒芯蛋白(desmoglein, Dsg)的自身抗体IgG，自身抗体结合到表皮细胞上，攻击桥粒蛋白，使表皮细胞间连接消失，导致棘层松解。而寻常型天疱疮(pemphigus vulgaris, PV)是最常见的天疱疮类型，占所有天疱疮的70%。应用糖皮质激素联合免疫抑制剂仍是目前首选治疗，生物制剂、造血干细胞移植等新治疗手段有望减少激素用量及激素并发症[1]。

越来越多的证据表明自身抗体诱导角质形成细胞松解的过程更为复杂，仅将PV自身抗体与细胞表面结合并不足以导致细胞分离。致病性抗体导致PV棘层松解的机制有以下原因：①自身抗体结合导致直接空间位阻；②抗体结合触发信号通路的改变；③桥粒蛋白的耗竭；④其他不明原因，如细胞凋亡及细胞因子释放等。目前认为信号通路在PV细胞黏附消失和水疱形成中起重要作用。天疱疮抗体与KC结合，导致KC上活化的丝裂原蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases, MAPK)、表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor, EGFR)、蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)、Ras同源基因家族成员A(Ras homolog gene family, member A，RhoA)、核因子-κB(nuclear factor kappa B，NF-κB)、Src等信号通路的激活。

然而，迄今为止还没有精确的信号级联来描述这些机制是如何运作的。图1的推测模型展示了各个通路的激活及级联，为从信号通路方面解释天疱疮的发病机制提供了一个框架。现就上述信号通路对天疱疮的发病机制进行综述，为天疱疮的机制研究提供理论基础，同时为寻找有效靶向药物治疗提供新的思路。

1 MAPK的激活是天疱疮自身抗体结合的中心信号机制，与细胞间黏附的丧失、角蛋白的收缩及细胞凋亡相关

MAPK信号通路在细胞增殖、分化、迁移、衰老和凋亡中起重要作用，由3个不同的联级组成，包括细胞外信号调节蛋白激酶(extracellular signal-related kinases, ERK)、氨基末端激酶(Jun aminoterminal kinases, JNK)和p38MAPK。

p38MAPK蛋白可以被环境应激激活，调节多种细胞进程，包括细胞骨架调控、应激反应信号传导和凋亡通路的激活。热休克蛋白(heat-shock protein，HSP)27既可以作为分子伴侣调节蛋白折叠，也可以调节信号通路。p38MAPK和HSP27可以调节肌动蛋白和中间丝蛋白，另外p38MAPK介导的HSP27磷酸化也被证实可以调节细胞骨架。

在PV细胞模型中，天疱疮自身抗体与表皮KC的桥粒Dsg3结合，激活p38MAPK磷酸化，从而导致MAPKAP激酶 2(MAPKAP-kinase 2，MK2)和HSP27的磷酸化，磷酸化水平随着PV-IgG浓度的增高而增高，最早在30 min内达到峰值[2]，并出现肌动蛋白重组，细胞角蛋白收缩，同时胞外-胞内跨膜信号通路激活，从而导致Dsg3内吞及棘层松解[3]。非Dsg自身抗体也可以使p38MAPK磷酸化，释放细胞色素C和增加半胱天冬酶(caspase)9的活性，从而促进细胞凋亡[4]。在PV组织活检中同样可以观察到磷酸化p38MAPK和磷酸化HSP27的表达增加[5]。p38MAPK抑制剂SB202190可以阻断天疱疮抗体导致的Dsg3耗竭及内吞，恢复因自身抗体和角蛋白缺乏引起的细胞间粘附的损失、桥粒间隙的增宽[6]，也可以抑制MK2、HSP27及p38MAPK的磷酸化[7]。天疱疮动物模型中，以SB202190预处理的小鼠可以避免PV-IgG诱导的水疱形成[5]。

图1 PV棘层松解过程中主要信号通路图Fig.1 Diagram of main signaling pathways in PV acantholysis.

MK2的活化与细胞周期控制、细胞因子的产生、角蛋白和肌动蛋白细胞骨架的调控有关。在HaCaT细胞中，抑制MK2可以阻止PV抗体介导的细胞表面Dsg3丢失，与p38MAPK抑制剂的作用相当；但是在动物模型中，MK2抑制剂不能阻止水疱形成[8]。MK2能被p38MAPK磷酸化而激活，MK2抑制剂可以降低HSP27的磷酸化水平，但不影响上游p38MAPK的磷酸化[8]。这说明MK2是p38MAPK的主要下游效应因子，但p38MAPK下游的其他通路可能也参与了PV-IgG导致的棘层松解过程。

JNK磷酸化并调控c-Jun以外的转录因子的活性。该通路在细胞增殖、凋亡、血管生成和迁移中起重要作用。p38MAPK信号通路可被细胞应激和促炎细胞因子以类似JNK信号通路的方式刺激，二者均可通过凋亡参与调控细胞死亡；执行caspases(executioner caspases)抑制剂可以阻断JNK的活化和晚期p38MAPK的激活，说明这些效应是由PV自身抗体引起的细胞损伤(如细胞骨架塌陷和桥粒解体)所触发[9]。

美国一项使用p38MAPK抑制剂KC-706治疗15例PV患者的多中心临床试验中，一半的患者有部分缓解，其余患者无改善或者病情加重[10]。另一项人体外口腔粘膜培养实验提示AK23(鼠源性抗Dsg3单克隆抗体)及PV-IgG可以减少唇粘膜桥粒的数量和大小，导致水疱形成，但加入p38MAPK抑制剂不能阻止水疱形成[11]。尽管目前关于p38MAPK抑制剂的药物使用并不成功，p38MAPK仍然是一个可行的治疗靶点。

2 EGFR通路通过Src调节Dsg3的粘附，与天疱疮自身抗体诱导的细胞黏附丧失相关

EGFR是上皮组织中广泛表达的受体，受特异性配体活化和非特异性配体反活化的影响，参与细胞增殖、黏附和凋亡等重要细胞过程的调控，其功能通过与其他信号通路的交叉通信而增加。EGFR信号已被证明通过调节桥粒间黏附状态和增殖状态从而影响细胞间黏附[12]。

AK23注射小鼠2 h后观察到细胞间桥粒间隙的扩大，EGFR的激活，随后出现Myc表达增加，Dsg3耗竭及水疱形成[13]。小鼠注射PV-IgG后表皮基底层磷酸化EGFR水平增加；EGFR抑制剂erlotinib预处理的小鼠可以观察到细胞凋亡和棘层松解的抑制[14]。在细胞模型中，EGFR对PV-IgG的反应在30 min后被明显激活[15]，EGFR抑制剂AG1478可以降低PV-IgG诱导的EGFR自磷酸化、细胞凋亡和FasL的出现[16]。

Walter等[15]指出PV-IgG以Src依赖方式激活EGFR，EGFR的激活使Dsg3与角质形成细胞的结合从7.67%下降至3.2%，并且这依赖于Ca2+通道，能被Ca2+离子螯合剂所阻断。PV-IgG作用于KC后，Src的活性在30 min达到峰值，Src抑制剂可以降低EGFR和p38MAPK的活性[17]，抑制斑菲素蛋白(plakophilins，PKP)3磷酸化[18]。在动物模型中Src抑制剂明显降低AK23诱导表皮水疱形成，但对PV-IgG诱导的表皮水疱形成没有保护作用[19]。此外还发现抗桥粒胶蛋白(desmocollin，Dsc)3抗体及α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7 nicotinic acetylcholine receptor，α7 nAChR)可以影响Src的激活[4]。

Heupel等[20]发现表皮生长因子(epidermal growth factor，EGF)孵育的HaCaT细胞可以导致细胞间黏附消失及角蛋白收缩，与PV-IgG的作用结果类似；但将PV-IgG孵育HaCaT细胞，发现PV-IgG既没有通过酪氨酸Y1173的磷酸化导致EGFR的典型活化，也没有引起EGFR在c-Src依赖位点Y845的磷酸化。

目前尚不清楚EGFR是如何调节桥粒连接的。EGFR通路在天疱疮细胞模型中对PV-IgG导致的凋亡信号转导起重要作用，但是EGFR信号转导可能是多个通路或配体介导激活的独立或共同作用。

3 PKC可能是桥粒黏附的关键调节因子

PKC是一类脂质敏感的丝氨酸/羧酸蛋白激酶，具有调节增殖、分化、迁移、黏附和凋亡等多种功能。通过抑制或激活PKC，可以改变细胞间黏附，PKC的活化导致细胞黏附减弱，而抑制PKC则导致黏附增加[21]。一项研究表明，PV-IgG诱导的PKC活化导致其与角蛋白中间丝(keratin intermediate filaments, KIFs)解离，并导致桥粒斑蛋白(desmoplakin, DP)磷酸化，从而导致桥粒不稳定[22]。

PKC可以被PV-IgG激活，PKC的活化是PV-IgG导致棘层松解的早期反应[23]。PKC亚型可以介导PV-IgG诱导的KC上β连环蛋白(β-catenin)的磷酸化，而连环蛋白磷酸化的改变与KC内聚的改变有关[24]。内收蛋白(adducin)磷酸化是由PKC直接或间接介导的，而内收蛋白可以调节角质形成细胞间的黏附[25]。

PV-IgG诱导的Dsg3耗竭、角蛋白收缩以及棘层松解可以被PKC抑制剂所阻断[26]。PKC抑制剂可能是通过超黏附机制，形成更强的细胞间黏附从而保护KC免受PV自身抗体的影响，或者是通过调节Dsg3膜的稳定性和Dsg3与细胞膜的结合概率从而稳定桥粒结构[27]。这些实验表明PKC在天疱疮棘层松解发病机制中发挥重要作用，但PKC具有广泛的细胞活性，PKC抑制剂的应用可能引起严重不良反应，因此充分理解PKC在棘层松解中的作用以及互补功能显得十分重要。

4 RhoA与PV氧化应激及细胞凋亡相关

氧化应激和细胞凋亡在PV的发病机制中起重要作用，RhoA编码小分子鸟苷三磷酸酶，作为分子开关调控细胞的各种进程，包括细胞黏附、细胞周期、细胞生长和凋亡，在上皮细胞连接中起重要作用。研究显示，RhoA的激活可以逆转PV自身抗体诱导的KC细胞黏附丧失，以及抑制水疱生成[28]。RhoA在维持桥粒稳定中有重要作用，且RhoA的活性依赖于p38MAPK。抑制p38MAPK阻止了PV-IgG诱导的RhoA的活化，这说明p38MAPK信号通路位于RhoA的上游[28]。RhoA活化可能是作为治疗天疱疮的一个新靶点。

5 环磷酸腺苷(cAMP)信号通路限制p38MAPK的激活和Dsg3的损耗

天疱疮小鼠模型中，β受体激动剂Iso提高小鼠内cAMP水平后可以阻断PV-IgG诱导的水疱形成；体外天疱疮细胞模型研究显示，PV-IgG共孵育的HaCaT细胞中检测到cAMP水平的增加，增加cAMP可以预防PV-IgG诱导的Dsg3内吞增加和棘层松解[23]。cAMP信号通路可能是通过干扰PV-IgG诱导的p38MAPK激活从而预防细胞黏连消失，这可能是PV中的一种补救途径。

6 核因子-κB

核因子-κB(NF-κB)通路在自身免疫性疾病的发病机制中起着重要作用。在NF-κB自身基因启动子区94个插入/缺失位点(RS28362491)的多态性上，PV患者与对照组之间存在明显的统计学差异[29]。多种炎症因子和趋化因子的增加可能会使天疱疮易感性增加。最近一项研究结果显示柚皮素抑制PV血清诱导的细胞凋亡，下调Dsg1、Dsg3和E-钙粘素(E-cadherin)，并且抑制NOD2介导的NF-κB通路，保护角质形成细胞免受凋亡和氧化应激损伤[30]。

7 总结与展望

信号转导对天疱疮KC间黏附的改变具有重要作用，自身抗体结合抗原后下游信号转导通路的调控不同，可能导致天疱疮不同的临床表型。虽然大量研究表明了信号通路在PV发病机制中的重要性，但目前的证据尚不足以充分了解不同信号通路在PV棘层松解及水疱形成发生发展中的作用机制和贡献，需要进一步的研究来阐明这些信号通路之间的相互作用及上下游之间的级联反应等。深入了解PV发病信号通路，可以为全面阐明PV发病机制提供理论依据。另一方面，寻找抑制这些信号分子和通路的靶向药物，减少使用糖皮质激素，对提高天疱疮患者的生存生活质量有重要意义。