過氧化物酶體增殖物激活受體-γ激動劑在急性胰腺炎NF-κB活化通路中的作用

陸貝 于源泉 殷俊杰 蔡陽

杭州市第一人民醫(yī)院肝膽外科，浙江杭州310006

過氧化物酶體增殖物激活受體-γ激動劑在急性胰腺炎NF-κB活化通路中的作用

陸貝 于源泉 殷俊杰 蔡陽

杭州市第一人民醫(yī)院肝膽外科，浙江杭州310006

急性胰腺炎尤其是重癥急性胰腺炎的發(fā)生發(fā)展與炎癥細胞的過量產(chǎn)生有關(guān)，其中NF-κB可參與許多炎癥細胞因子的調(diào)控，是SIRS和MODS環(huán)節(jié)的重要信使。過氧化物酶體增殖物激活受體-γ（PPAR-γ）激動劑也是細胞炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)劑，可通過抑制NF-κB調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)，改善胰腺及胰外器官的損傷，是當(dāng)前胰腺炎信號通路研究的熱點。

急性胰腺炎；過氧化物酶體增殖物激活受體；核因子-κB

急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）時，炎癥介質(zhì)、細胞因子的過量產(chǎn)生與多器官功能衰竭（multiple organ dysfunction，MODF）的出現(xiàn)呈明顯的因果關(guān)系。其中NF-κB可參與許多炎癥細胞因子的調(diào)控，是SIRS和MODS環(huán)節(jié)的重要信使。2003年Hashimoto等[1]首次在AP大鼠實驗中發(fā)現(xiàn)PPAR-γ激動劑可能治療急性胰腺炎。研究發(fā)現(xiàn)過氧化物酶體增殖物激活受體-γ（peroxisome proliferators-activated receptor-γ，PPAR-γ）激動劑在胰腺炎的全身炎癥反應(yīng)過程中起重要調(diào)節(jié)作用，通過調(diào)控相關(guān)炎癥介質(zhì)的表達，改善胰腺及胰外多器官的損傷。NF-κB是AP中細胞因子級聯(lián)瀑布反應(yīng)的上游靶點，同時在SIRS、MODS環(huán)節(jié)中起著“信使”作用。PPAR-γ激動劑是否可能通過抑制核轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的活化通路控制急性胰腺炎的進展、減輕胰外器官損害是當(dāng)前胰腺炎信號通路研究的熱點。PPAR-γ激動劑與AP之間關(guān)系的研究不少，但有關(guān)NF-κB及相關(guān)下游因子信號通路的文獻報道不多。本文就PPAR-γ激動劑對胰腺炎NF-κB通路的調(diào)節(jié)和多器官保護作用的研究現(xiàn)狀與前景作一概述。

1 急性胰腺炎與NF-κB通路

研究表明AP相關(guān)信號通路較多，NF-κB及其下游有關(guān)因子是其中較為重要的一條。核因子κB在炎癥、免疫、再生、修復(fù)等生理病理過程中均有不同程度表達，是調(diào)控炎癥因子的轉(zhuǎn)錄基因。通常其未活化狀態(tài)下為p50/p65二聚體，在病理生理情況下被激活為活化的NF-κB。一般激活NF-κB的因素包括：腫瘤壞死因子-α、生長因子、白細胞介素、病毒蛋白、脂多糖、蛋白激酶C、氧自由基、內(nèi)毒素、缺血-再灌注、放射線等。一般認為內(nèi)外刺激通過細胞膜受體傳遞信號至細胞內(nèi)，κB抑制蛋白與NF-κB解離后NF-κB進入細胞核，與基因啟動子或增強子的特異性序列結(jié)合，NF-κB活化，啟動基因轉(zhuǎn)錄。靶細胞基因研究方法表明活化NF-κB的必需亞基是IKKβ介導(dǎo)的促炎細胞因子。NF-κB狀態(tài)的激活同時受正負反饋調(diào)節(jié)，其中負反饋為主[2]。

Dunn等[3]早在1997年發(fā)現(xiàn)NF-κB的活化是重要的AP早期事件，在AP的發(fā)生、發(fā)展中作用顯著。Altavilla等[4]發(fā)現(xiàn)用雨蛙素誘導(dǎo)的急性胰腺炎大鼠，胰腺組織中NF-κB含量升高較早。之后大量實驗（動物實驗）發(fā)現(xiàn)AP和SAP的整個發(fā)病過程幾乎都有NF-κB活化的參與。在正常組織臟器內(nèi)NF-κB的檢測水平幾乎為零。但在胰腺炎SD大鼠模型中胰腺組織細胞及胰外器官組織細胞內(nèi)NF-κB活性度明顯增強，同時外周血及組織內(nèi)炎癥細胞因子水平明顯上升。AP時胰腺細胞內(nèi)首先產(chǎn)生大量細胞因子，導(dǎo)致胰腺腺泡細胞直接損傷，隨之通過循環(huán)系統(tǒng)進入肺、肝、內(nèi)皮細胞和單核巨噬細胞等組織細胞內(nèi)，最終呈現(xiàn)全身活化，相繼引起多臟器損傷[5]。

AP時由于胰酶大量釋放，相關(guān)信號通路被激活，非活化NF-κB轉(zhuǎn)化為活化NF-κB，刺激促炎細胞因子釋放，最終誘導(dǎo)經(jīng)典的SIRS、MODS過程。

迄今為止，關(guān)于NF-κB狀態(tài)激活的相關(guān)信號通路有幾種經(jīng)典理論：①磷脂肌醇信號途徑理論。PKC（protein kinase C）磷酸化IκB，NF-κB與IκB解離，NF-κB被激活。此途徑中C與胰腺炎的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。②鈣依賴/非依賴性信號途徑理論。AP時胞漿內(nèi)異常鈣離子信號可由膽汁酸等代謝產(chǎn)物引發(fā)。鈣離子螯合劑（BAPTA）能減少NF-κB的活化[6]。③PKB/Akt信號通路?；罨慕z氨酸/蘇氨酸激酶能夠作用于NF-κB及凋亡蛋白，選擇性PI3K/Akt抑制劑可減少AP中NF-κB活化，減輕AP時胰腺組織細胞及胰外器官組織細胞的損傷程度[7]。絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶信號途徑在AP局部及全身炎癥反應(yīng)中活化，結(jié)果與NF-κB活化相關(guān)。④誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）和環(huán)氧合酶2（COX-2）信號途徑。iNOS、COX-2均為信號蛋白分子，iNOS與COX-2協(xié)同作用直接導(dǎo)致胰腺細胞的蛋白質(zhì)和DNA損傷，同時也導(dǎo)致NF-κB活化[8]。⑤p38相關(guān)信號通路。多種細胞因子可激活p38MAPK，促使細胞增殖分化，并使NF-κB活化[9]，分裂原激活的蛋白激酶信號途徑是細胞信號傳導(dǎo)的中轉(zhuǎn)站。⑥TNF-α信號通路。TNF-α是AP啟動因子，激活TNF-α可誘發(fā)白細胞介素等多種細胞因子釋放，然后與NF-κB相關(guān)位點結(jié)合，可通過TNF-α信號途徑激活NF-κB[10]。但關(guān)于NF-κB活化在AP患者中表達的研究報道卻很少提及，Satoh等[11]檢測45例AP患者入院和AP發(fā)病后14 d外周血單核細胞NF-κB活性，入院患者NF-κB和P50/P65二聚體水平普遍較高，輕癥AP患者外周血單核細胞在內(nèi)毒素刺激下NF-κB活性進一步增高，而SAP患者外周血單核細胞則不敏感。O’Reilly等[12]研究也有類似情況發(fā)現(xiàn)，AP患者發(fā)病24 h后外周血單核細胞的NF-κB活性較高，認為重癥和輕癥AP患者間NF-κB表達程度并無差異，但NF-κB DNA結(jié)合力持續(xù)高、NF-κB活性變化小、P50/P65比值低的患者2周后全身并發(fā)癥發(fā)生率高且嚴(yán)重。

NF-κB蛋白因子因具有轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用，參與包括TNF-α、IL-l、IL-6、IL-8、黏附分子等重要細胞因子的調(diào)控，因此NF-κB被認為是AP炎癥級聯(lián)瀑布反應(yīng)的上游靶點。NF-κB可能調(diào)控SAP的啟動，同時在SIRS、MODS環(huán)節(jié)中發(fā)揮作用。NF-κB活化抑制后可明顯減少外周血炎癥細胞因子的釋放，減輕胰外器官的損害。更多研究發(fā)現(xiàn)NF-κB抑制劑可有效減輕AP的嚴(yán)重程度，降低SAP死亡率。因此AP治療的新靶點與NF-κB活化抑制相關(guān)[13]。

國內(nèi)外有較多動物實驗證明，早期阻止NF-κB活化能有效減少SAP的致死率。一些抗腫瘤藥物如姜黃素、5-FU以及某些抗生素如膠霉素、格爾德霉素及渥曼青霉素等可降低胰腺組織細胞內(nèi)IκB的表達，抑制NF-κB活化[14]。鈣蛋白酶抑制蛋白通過泛素-蛋白酶體等途徑能顯著抑制急性胰腺炎中NF-κB的活化，其機制或與IκB退化有關(guān)[15]。在縮膽素、牛磺膽酸鈉鹽等實驗研究中，N-乙酰半胱氨酸、雷索司特、吡咯烷二硫基甲酸鹽等是常見的NF-κB高效抑制劑，均可抑制NF-κB活化及降低炎性細胞因子釋放[16]。另外環(huán)氧化酶-Ⅱ抑制劑、丙酮酸乙酯等也被證明能有效抑制NF-κB的活化[17]。Letoba等[18]研究人員通過向大鼠注入大劑量縮膽素，發(fā)現(xiàn)抑制肽PN50能有效降低AP的胰腺及胰外損傷。預(yù)防性注射甘氨酸可在早期阻斷NF-κB的激活，減輕AP的全身炎癥反應(yīng)是由Ceyhan等[19]報道。

值得注意的是，盡管大多數(shù)實驗研究表明NF-κB活化的抑制對AP起保護作用，但也有研究發(fā)現(xiàn)在抑制NF-κB的同時也可能加重胰腺的全身炎癥反應(yīng)，加重胰腺組織細胞的壞死程度。Rakonczay等[20]的實驗研究認為胰腺炎癥反應(yīng)加重的現(xiàn)象可能與抑制劑的劑量有關(guān)，大劑量使用NF-κB抑制劑在阻斷炎癥反應(yīng)的同時抑制了細胞凋亡這一可能的保護作用，可能加重組織損傷。此外非特異性藥物抑制劑（抗炎、抗氧化物等）應(yīng)用于實驗，但由于其潛在的毒性而只能限制應(yīng)用于動物實驗。此外目前關(guān)于NF-κB抑制劑對AP保護的實驗研究基本使用NF-κB抑制劑預(yù)處理，但臨床上更需要在AP發(fā)生后阻斷NF-κB活化，有關(guān)調(diào)控NF-κB活化的蛋白通路也有待進一步證實。

2 PPAR-γ激動劑與NF-κB

Jiang等[21]學(xué)者在20世紀(jì)末對人外周血單核細胞使用PPAR-γ激動劑，發(fā)現(xiàn)單核細胞的P50/P65表達下降，首次證實PPAR-γ激動劑可調(diào)節(jié)人體炎癥反應(yīng)，其機制可能與抑制NF-κB基因表達、抑制TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8等細胞因子的產(chǎn)生有關(guān)。PPAR-γ是依賴配體激活的核受體轉(zhuǎn)錄因子之一，配體激活PPAR-γ后可與特殊DNA結(jié)合位點結(jié)合，調(diào)節(jié)炎癥相關(guān)基因表達。PPAR-γ激動劑既可直接抑制IL-1β、IL-6、TNF-α、ICAM-1的分泌，又可通過調(diào)節(jié)NF-κB等炎癥相關(guān)基因的表達，間接抑制炎癥因子分泌，改善全身炎癥反應(yīng)和減輕多器官的損害，其抑炎作用顯著而廣泛。其中PPAR-γ對NF-κB的調(diào)節(jié)是通過抑制IκB的降解，促使NF-κB活性下調(diào)而實現(xiàn)[22]。

攝食和人體代謝產(chǎn)物是PPAR-γ的天然配體，其中來源于食物的多不飽和脂肪酸能在較低濃度范圍內(nèi)與PPAR-γ結(jié)合，如亞油酸、亞麻酸等。而代謝產(chǎn)物環(huán)氧化酶產(chǎn)物1,5脫氧-前列腺素J2在極低濃度即可與PPAR-γ結(jié)合，是使用最廣泛的天然配體和強效活化劑，是較早發(fā)現(xiàn)的PPAR-γ的合成配體（如吡格列酮、羅格列酮、曲格列酮、環(huán)格列酮等）。臨床上廣泛用于2型糖尿病的治療，毫微克水平即可激活PPAR-γ，并對其具有高選擇性[23]。之后有研究發(fā)現(xiàn)噻唑烷二酮類藥物通過激活PPAR-γ后可用于炎癥反應(yīng)調(diào)節(jié)，從此開啟了此類藥物治療炎癥性疾病的新思路，并且在缺乏有效治療手段的AP中展開相關(guān)信號通路研究，以尋求治療進展。

3 PPAR-γ激動劑對急性胰腺炎的保護作用

2003年Hashimoto等[1]在Pancreas雜志發(fā)表論文，發(fā)現(xiàn)對AP實驗大鼠使用15 d-PGJ2后，胰腺組織損傷明顯緩解，大鼠血液和胰腺組織中環(huán)氧合酶-2、白介素、粘附因子等表達下降，NF-κB因子活性減低，推測PPAR-γ激動劑通過抑制NF-κB基因表達發(fā)揮胰腺保護作用，首次在動物實驗中證明PPAR-γ激動劑可能用于治療AP。參閱國內(nèi)外文獻，PPAR-γ激動劑與AP之間關(guān)系的研究最多的是天然配體15d-PGJ2和合成配體羅格列酮。

裴紅紅等[24]分別用PPAR-γ激動劑羅格列酮和PPAR-γ抑制劑Gw9662處理AP大鼠，發(fā)現(xiàn)羅格列酮通過抑制NF-κB活化減輕AP大鼠胰腺組織損傷，Gw9662可使羅格列酮失去抑制NF-κB活化的作用，從而使NF-κB表達升高，加重胰腺損傷。Ivashchenko等[25]對敲除胰腺上皮PPAR-γ表達的特殊AP大鼠使用羅格列酮，發(fā)現(xiàn)其對胰腺組織保護作用減弱，表明胰腺上皮組織PPAR-γ在AP的發(fā)生、發(fā)展過程中起重要作用，提示PPAR-γ活化可能是胰腺炎新的治療途徑，但未能闡明對NF-κB的作用。不少國內(nèi)外學(xué)者的實驗研究證實了PPAR-γ激動劑對胰腺炎確實存在有效的抗炎作用，尤其對預(yù)防并發(fā)性AP和治療早期AP有明顯效果。但有關(guān)PPAR-γ對胰腺炎NF-κB活化通路的研究不多。

綜上所述，PPAR-γ激動劑對急性胰腺炎的治療作用已被證實有效，但其機制尚未闡明，可能通過抑制NF-κB的活性，下調(diào)炎癥細胞因子含量從而緩解炎癥反應(yīng)。如能盡早采取措施早期干預(yù)AP，有望阻斷炎癥細胞因子的瀑布效應(yīng)，減輕AP胰外多臟器損害的發(fā)生，為急性胰腺炎的治療開辟新的方向。羅格列酮等噻唑烷二酮類藥物已廣泛投入臨床用以治療糖尿病，其抗炎作用如能應(yīng)用于急性胰腺炎治療，市場價值和社會價值不可估量。

[1]Hashimoto K，Ethridge RT，Saito H，et al．The PPAR gamma 1igand，15d-PGJ2，attenuates the severity of ceruleaninduced acute pancreatitis[J]．Pancreas，2003，27（1）：58-66．

[2]金燕，陳衛(wèi)昌．NF-κB活化在急性胰腺炎發(fā)病機制中的作用[J]．江蘇醫(yī)藥，2013，39（7）：832-835．

[3]Dunn JA，Li C，Ha T，et al．Therapeutic modification of nuclear factor kappa B binding activity and tumor necrosis factor-alpha gene expression during acute biliary pancreatitis[J]．Am Surg，1997，63（12）：1036-1043．

[4]Altavilla D，F(xiàn)amulari C，Passaniti M，et al．Lipid peroxidation inhibition reduces NF-kappa B activation and attenu ates cerulein-induced pancreatitis[J]．Free Radic Res，2003，37（4）：425-435．

[5]Sawah，Ueda T，Takeyama Y，et al．Role of toll-like receptor 4 in the pathophysiology of severe acute pancreatitis in mice[J]．Surg Today，2007，37（10）：867-873．

[6]Satoh A，Gukovskaya AS，Reeve JR，et al．Ethanol sensitizes NF-kappa B activation in pancreatic acinar cells through effects on protein kinase C-epsilon[J]．Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2006，291（3）：432-438．

[7]Chos S，Kim JH，Roh EJ，et al．Nuclear faotor-kappa B activated by capacitative caentry enhances muscarinic receptor-mediated soluble amyloid precursor protein（sAPPalpha）release in SH-SY5Y cell[J]．J Biol Chem，2006，281（18）：12722-12728．

[8]Mendez-Samperio P，Perez A，Rivera L，Myclbacterium bovis Bacillus Calmette-Guerin（BCG）-induced activation of PI3K/Akt and NF-kB signaling pathways regulates ex pression of CXCL10 in epithelial cells[J]．Cellular Immunology，2009，256（12）：12-18．

[9]Ang AD，Adhikari S，Nq SW，et al．Expression of nitric oxide synthasc isoforms and nitric oxide production in a-cute pancreatitis and associated lung injury[J]．Pancreatology，2009，9（12）：150-159．

[10]Shi C，Zhao X，Wang X，et al．Role of nuclear factorkappa B，reactive oxygen species and cellular signalin in the early phase of acute pancreatitis[J]．Scand J Gastroenterol，2005，40（1）：103-108．

[11]Satoh A，Masamune A，Kimura K，et al．Nuclear factor kappa B expression in peropheral blood mononuclear cells of patients with acute pancreatiIis[J]．Pancresa，2003，26（4）：350-356．

[12]O'Reilly DA，Roberts JR，Cartmell MT，et al．Heat shock factor-1 and nuclear factor-kappa B are systemically activated in human acute pancreatitis[J]．JOP，2006，7（2）：174-184．

[13]Williard DE，Twait E，Samuel I，et al．NF-kB dependent gene transcription in cck and TNF alpha stimulated isolated acinar cells is regulated by p38 map kinase[J]．Am J Surg，2010，200（2）：283-290．

[14]Yang R，Uchiyama T，Alber SM，et al．Ethyl pyruvate ameliorates distant organ injury in a urine model of acute necrotizing pancreatitis[J]．Crit Care Med，2004，32（7）：1453-1459．

[15]Letoha T，Somlai C，Takacs T，et al．A nuclear import inhibitory peptide amcliorates the severity of cholecys tokinin indeced acute pancreatitis[J]．World J Gastroenterol，2005，11（7）：990-999．

[16]Masamune A，Shimosegawa T，Satoh A，et al．Nitric oxide decreases endothelial activation by rat experimental severe pancreatiti associated ascitic fluids[J]．Pancreas，2000，20（3）：297-304．

[17]Mia ZH，Mia QY，Wang LC，et al．Effect of resveratrol on peritoneal macrophages in rats with severe acute pancreatitis[J]．Inflamm Res，2005，54（12）：522-527．

[18]Letoba T，Kusz E，Papai G，et al．In vitro and in vivo nuclear factor-kappa B inhibitory effects of the cell-penetrating penetratin peptide[J]．Mol Pharmacol，2006，69（6）：2027-2036．

[19]Ceyhan GO，Timm AK，Bergmann F，et al．Prophymlamctic glycine administration attenuates pancreatic damage and inflammation in experimental acute pancreatitis[J]．Pancreatology，2011，11（1）：57-67．

[20]Rakonczay Z，Jdrmay K，Kaszaki J，et al．NF-kappa B activation is detrim ental in arginine-induced acute pancreatitis[J]．Free Radic Biol Med，2003，34（6）：696-709．

[21]Jiang C，Ting AT，Seed B．PPAR gamma agonists inhibit production of monocyte inflammatory cytokines[J]．Nature，1998，391（6662）：82-86．

[22]Wada K，Nakajima A，Blumberg RS．PPAR gamma and inflammatory bowel disease：A new therapeutic target for ulcerative colitis and Crohn’s disease[J]．Trends Mol Med，2001，7（8）：329-331．

[23]徐萍，李清華，等．吡格列酮對重癥急性胰腺炎大鼠核因子-κB活化的影響及意義[J]．中國綜合臨床，2007，23（9）：774-776．

[24]裴紅紅，喬萬海，柏玲．過氧化物酶體增殖劑激活受體-γ對實驗性胰腺炎大鼠核轉(zhuǎn)錄因子-κB表達的影響[J]．中國危重病急救醫(yī)學(xué)，2008，20（5）：297-298．

[25]Ivashchenko CY，Duan SZ，Usher MG，et al．PPAR-γ knockout in pancreatic epithelial cells abolishes the inhibitory effect of rosiglitazone on caerulein-induced acute pancreatitis[J]．Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol，2007，293（4）：G319-G326．

Effects of PPAR-γ agonists correlate with NF-kappa B during acute pancreatitis

LU BeiYU YuanquanYIN JunjieCAI Yang
Department of HPB Surgery,First People's Hospital of Hangzhou City,Hangzhou310006,China

Acute pancreatitis,especially severe acute pancreatitis is related to excessive inflammatory cells.The NF kappa B can be involved in the regulation of many inflammatory cytokines,it is an important messenger in SIRS and MODS link the occurrence of severe acute pancreatitis(SAP).The activated receptor-γ(PPAR-γ)agonist is also a regulator of cellular inflammation,and can modulate the inflammatory reaction by inhibiting NF-kappa B to reduce the damage of pancreatic and external pancreatic organs.It is the hotspot of the research on the current pancreatitis signaling pathway.

Acute pancreatitis;Peroxisome proliferator activating receptor;Nuclear factor-kappa B

圖1 右腰隱痛兩周并血尿1 d（10×10）（見內(nèi)文第54頁）

圖2 膜性腎小球腎炎（512×512）（見內(nèi)文第54頁）

圖3 腎小管水腫顯微切片（10×10）（見內(nèi)文第54頁）

圖4 粘連束帶，小腸擴張積液積氣，局部可見突然中斷的過渡區(qū)（見內(nèi)文第96頁）

圖5 腸套疊伴Meckel's憩室盆腔內(nèi)所見小腸明顯擴張積液，并可見“漩渦征”（見內(nèi)文第96頁）

圖6 糞石性腸梗阻，糞便纖維素性腸梗阻左上腹空腸腸腔內(nèi)可見類圓形不均勻偏高密度灶，夾雜斑點狀更高密度影及散在小氣泡影，即“小腸糞球”（見內(nèi)文第96頁）

圖7 回盲部癌所致小腸梗阻，右下腹回盲部可見不規(guī)則軟組織腫塊影，局部腸壁不均勻增厚，小腸明顯擴張積液積氣（見內(nèi)文第96頁）

圖8 亞急性右側(cè)基底節(jié)區(qū)血腫灌注參數(shù)圖（見內(nèi)文第102頁）A.CT平掃示右側(cè)基底節(jié)區(qū)血腫；B、C.分別示血腫區(qū)CBF、CBV較對側(cè)減低；D.血腫區(qū)MTT較對側(cè)縮短

R576

A

1673-9701（2015）27-0157-04

2015-05-28）

浙江省醫(yī)藥衛(wèi)生科技計劃項目（2014KYA172）