尋常型銀屑病中ERK1/2-MAPK信號通路的調(diào)控機(jī)制及中藥的干預(yù)作用

鐘春花，郝平生

(1.成都中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，四川 成都；2.成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，四川 成都)

0 引言

銀屑病(psoriasis)是臨床上常見的一種慢性炎癥性復(fù)發(fā)性皮膚病，主要特征是角質(zhì)細(xì)胞過度增殖、炎癥細(xì)胞浸潤、真皮血管新生[1]。表現(xiàn)為紅斑、斑塊、鱗屑，臨床上以尋常型銀屑病最為常見。全球范圍內(nèi)的發(fā)病率大約是1%-2%[2]。其發(fā)病機(jī)制尚不明確，目前認(rèn)為銀屑病是一個累及多環(huán)節(jié)多通路的疾病。其中，絲裂原活化蛋白激酶(mito.gen—activated protein kinase，MAPK)信號通路作為重要的信號轉(zhuǎn)換通道，發(fā)揮著調(diào)控細(xì)胞的增殖、分化、凋亡、炎癥以及免疫反應(yīng)等作用[3]。ERK-MAPK是MAPK家族最主要的成員之一，在銀屑病發(fā)病過程中起重要作用。中藥治療該病在副作用小、延緩復(fù)發(fā)等方面優(yōu)勢突出，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，一些中藥及中藥復(fù)方可通過調(diào)控該通路而影響銀屑病的進(jìn)展。

1 ERK- MAPK信號通路

ERK通路是經(jīng)典MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，目前研究最為徹底的有ERK1和ERK2兩種亞型。MAPK普遍存在于真核細(xì)胞中，能將多種細(xì)胞外刺激產(chǎn)生的信號通過級聯(lián)反應(yīng)從細(xì)胞膜傳遞到細(xì)胞核內(nèi)，典型的三級酶聯(lián)反應(yīng)模式為：激活因子作用于 MKKK激活MKK，產(chǎn)生MAPK并作用激活底物。多種細(xì)胞表面受體如細(xì)胞因子受體、受體酪氨酸激酶、胰島素受體、生長因子、TCR、CD28、BCR、G蛋白偶聯(lián)受體等可激活該通路[4]。在調(diào)控細(xì)胞增殖、分化、凋亡、應(yīng)激、免疫反應(yīng)以及炎癥等方面有著重要的作用。

2 ERK1/2-MAPK信號通路與銀屑病的相關(guān)性

2.1 ERK1/2-MAPK信號通路在銀屑病皮損中的表達(dá)

Johansen等[5]的研究發(fā)現(xiàn)，銀屑病皮損區(qū)ERK的活性較正常皮膚明顯增高，治療后銀屑病皮損ERK活性較治療前明顯降低。p-ERK1/2作為ERK1/2-MAPK信號通路中關(guān)鍵的信號分子，其表達(dá)的多少標(biāo)志著該通路的活化程度。Takahashi 等[6]研究顯示，P-ERK在非銀屑病皮損處只少量表達(dá)于表皮基底層，且主要為胞質(zhì)染色；P-ERK在銀屑病皮損處表達(dá)明顯增強(qiáng)，表達(dá)于表皮全層，且明顯定位于胞核。蔓小紅等[7]研究發(fā)現(xiàn)ERK的上游激酶P-MEK和下游活化產(chǎn)物核因子 -κB(nuclear factor-kappa B，P-NF-κB)在銀屑病皮損中的表達(dá)也顯著增強(qiáng)，正常人常為胞質(zhì)表達(dá)的P-NF-κB也變?yōu)榘吮磉_(dá)。銀屑病皮損中ERK-MAPK信號通路相關(guān)分子表達(dá)增強(qiáng)，表明該通路的活化與銀屑病發(fā)病密切相關(guān)。

2.2 ERK1 /2 -MAPK信號通路在銀屑病中的作用

2.2.1 參與角質(zhì)形成細(xì)胞及血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖

銀屑病重要的病理特征之一為角質(zhì)形成細(xì)胞增殖過速。研究證明KRT16參與了銀屑病的發(fā)生發(fā)展，銀屑病病變組織中KRT16、p-ERK1/2和VEGF的表達(dá)水平顯著升高，為了探討KRT16的作用機(jī)制，研究者用KRT16 siRNA或/和ERK抑制劑(PD98059)治療銀屑病患者角質(zhì)形成細(xì)胞，觀察相關(guān)基因表達(dá)和細(xì)胞存活率的變化。經(jīng)KRT16-siRNA和KRT16-siRNA+PD98059處理的角質(zhì)形成細(xì)胞顯示KRT16、p-ERK1/2和VEGF表達(dá)降低；經(jīng)KRT16-siRNA、PD98059和KRT16-siRNA+PD98059處理的細(xì)胞存活率顯著降低。這些結(jié)果表明KRT16通過抑制ERK信號通路抑制銀屑病角質(zhì)形成細(xì)胞增殖和VEGF分泌，為銀屑病的治療提供了基礎(chǔ)理論[8]。此外，銀屑病皮損中的磷酸化的ERK1/2、EGFR和Elk-1(激酶轉(zhuǎn)錄激活因子ETS樣蛋白-1)的表達(dá)較正常皮膚增強(qiáng)，因p-EGFR-ERK1/2-Elk-1信號通路可以啟動細(xì)胞增殖而在銀屑病病程中起重要作用[9]。另有研究[10]發(fā)現(xiàn)銀屑病皮損中CKLF1 及其受體CCR4的表達(dá)均升高，且在其誘導(dǎo)的C端肽(C19和C27)的刺激下，人原始臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞顯示高度增殖，肽的增強(qiáng)作用還伴隨著ERK1/2-MAPK信號通路的活化，因此作者認(rèn)為CKLF1可能是通過活化ERK1/2-MAPK通路促進(jìn)微血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖而影響銀屑病進(jìn)程，總之，角質(zhì)形成細(xì)胞及血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖，與ERK信號通路的激活息息相關(guān)。

2.2.2 參與免疫應(yīng)答與炎癥反應(yīng)

銀屑病主要是由DC細(xì)胞及T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫性皮膚病，目前認(rèn)為銀屑病的發(fā)生是由DC細(xì)胞呈遞并誘導(dǎo)T細(xì)胞的分化引起的[11]。①研究表明ERK磷酸化可激活Th17細(xì)胞，誘發(fā)炎癥反應(yīng)[12]。IL-17是Th17細(xì)胞產(chǎn)生的標(biāo)志性促炎細(xì)胞因子，也是Th17細(xì)胞的主要效應(yīng)因子。在銀屑病等自身免疫疾病的發(fā)展過程中IL-17作為重要的促炎介質(zhì)而發(fā)揮作用[13]。②ERK1/2活化后，可作用于其下游分子NF-кB直接調(diào)控相關(guān)基因表達(dá)，NF-KB是一種多向性核轉(zhuǎn)錄因子，靜止?fàn)顟B(tài)下NF-KB以非活性形式存在于胞質(zhì)中，磷酸化的NF-KB(P-NF-KB)則進(jìn)入細(xì)胞核，調(diào)節(jié)多種炎癥相關(guān)細(xì)胞因子如TNF、IL-6、IL-8等的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而參與機(jī)體的免疫應(yīng)答、炎癥反應(yīng)[7]。③ERK通路可以促進(jìn)Th1細(xì)胞及角質(zhì)形成細(xì)胞產(chǎn)生趨化因子 CXCL9、CXCL10、CXCL11 和 CCL20[14-15]，從而促進(jìn)對T細(xì)胞以及DC細(xì)胞的趨化作用。④IL-21、IL-22通過ERK1/2途徑誘導(dǎo)角蛋白17(銀屑病相關(guān)性細(xì)胞角蛋白)表達(dá)，已證實(shí)K17分子可以刺激T淋巴細(xì)胞活化、增生，釋放γ干擾素(IFN-γ)、白介素17(IL-17)等炎癥因子，而IFN-γ、IL-17又可誘導(dǎo)、增加K17的表達(dá)，從而形成一個相互促進(jìn)的環(huán)路，參與銀屑病炎癥反應(yīng)和細(xì)胞異常增生等病理改變[16-18]。Huang Xiaoling等[19]在篩選以ERK為靶點(diǎn)的小分子數(shù)據(jù)庫的過程中，發(fā)現(xiàn)了一種合成的小分子JSI287，并通過研究表明它通過ERK/IL-17信號途徑具有減輕IMQ所致皮膚損傷的表皮厚度、表皮充血、水腫和炎性細(xì)胞浸潤的作用，減少IL-6、IL-12和IL-17A等炎性細(xì)胞因子釋放，ERK抑制劑JSI 287有望成為銀屑病治療的候選藥物。

2.2.3 ERK1 /2 -MAPK信號通路與銀屑病同形反應(yīng)相關(guān)

Furue Kazuhisa等[20]前期研究表明趨化因子CCL20可能在角質(zhì)形成細(xì)胞劃傷后引起Koebner現(xiàn)象中起關(guān)鍵作用。該團(tuán)隊后期研究證明劃痕損傷上調(diào)了表皮生長因子受體(EGFR)的磷酸化，并且特異性EGFR抑制劑PD153035減弱了劃痕誘導(dǎo)的ERK依賴的CCL20上調(diào)，表皮生長因子受體-ERK-CCL20通路可能解釋了為什么在銀屑病患者中經(jīng)常出現(xiàn)Koebner現(xiàn)象[21]。

3 中藥對ERK1/2-MAPK信號通路的干預(yù)作用

臨床上，中藥治療尋常型銀屑病具有副作用小、延緩復(fù)發(fā)等優(yōu)勢，越來越多的研表明中藥可通過抑制ERK1/2-MAPK信號通路激活及其下游因子表達(dá)，抑制角質(zhì)形成細(xì)胞異常增殖、真皮血管異常增生及炎癥浸潤，從而影響銀屑病病程。劉欣[22]等研究表明養(yǎng)血活血解毒方可通過干預(yù)ERK/NF-κB通路，調(diào)控促血管新生因子VEGF及其受體的表達(dá)，抑制過度增殖及活化的內(nèi)皮細(xì)胞功能，從而對銀屑病血管新生的病理環(huán)節(jié)發(fā)揮治療作用，且全方藥效最佳，方中的解毒組分(土茯苓、拳參)療效次之。既往研究[23]發(fā)現(xiàn)，紫草素可降低ERK磷酸化水平，從而抑制腫瘤細(xì)胞生長、增殖、存活。朱曉芳為了探究紫草素在治療銀屑病中的作用機(jī)制，用Wstern blot法檢測IL-22刺激皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞引起的Gab1/2、Erk1/2的磷酸化水平及紫草素干預(yù)后的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：紫草素干預(yù)后Gab1/2、Erk1/2的磷酸化水平明顯下降。表明紫草素可通過拮抗IL-22刺激皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞引起的Gab1/2的磷酸化，進(jìn)一步抑制其下游ERK/MAPK信號通路的活化，從而影響KC增殖、遷移及分化[24]。李雪[25]發(fā)現(xiàn)橙皮苷呈劑量依賴性對小鼠銀屑病樣皮損具有不同程度的改善作用，橙皮苷可通過抑制角質(zhì)形成細(xì)胞的增殖、分化和局部的炎癥反應(yīng)改善咪喹莫特誘導(dǎo)的銀屑病樣皮損；其作用機(jī)制之一是通過調(diào)控IRS-1/ERK1/2通路，進(jìn)而影響細(xì)胞代謝能力。為探討蛇床子素對內(nèi)毒素(lipopolysaccharide，LPS)誘導(dǎo)的腸上皮細(xì)胞CaCO2中炎癥因子表達(dá)的影響及機(jī)制。孫武等[26]首先通過real-time PCR檢測到蛇床子素預(yù)處理可明顯降低LPS誘導(dǎo)的腸上皮細(xì)胞 CaCO2 中IL-6和TNF-α等炎癥因子的表達(dá)，再用Western blot檢測到炎癥因子的表達(dá)下降伴隨著細(xì)胞中ERK磷酸化水平的下降，表明該炎癥抑制效應(yīng)可能與ERK的磷酸化受抑有關(guān)。趙京山等[27]探討了羥基紅花黃色素A抑制VSMCs增殖的作用及分子機(jī)制，結(jié)果表明，該藥物可濃度依賴性地抑制PDGF誘導(dǎo)的VSMCs增殖，其作用機(jī)制與阻斷PDGF受體的激活和ERK信號通路的活化有關(guān)。

4 小結(jié)

綜上所述，ERK信號通路的異常激活與銀屑病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。它能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、炎癥等多種生物反應(yīng)，參與尋常型銀屑病各個病理環(huán)節(jié)。中藥治療該病在副作用小、減少復(fù)發(fā)等方面優(yōu)勢突出，諸多研究表明中藥及中藥復(fù)方可通過干預(yù)該通路而發(fā)揮療效，吾師郝平生教授臨床上運(yùn)用加味涼血消風(fēng)散治療尋常型銀屑病血熱證患者療效顯著，已有研究從Notch、JAK3/STAT3等信號通路研究該方的部分作用機(jī)制[28-29]，可嘗試從ERK-MAPK信號通路進(jìn)一步探究其作用機(jī)制。