門 凌，何日明，楊曙東，陳銘泰

廣州中醫(yī)藥大學(xué)第四臨床醫(yī)學(xué)院(深圳 518000)

·綜 述·

p38 MAPK介導(dǎo)炎癥在糖尿病腎病中作用研究進(jìn)展*

門 凌，何日明，楊曙東△，陳銘泰

廣州中醫(yī)藥大學(xué)第四臨床醫(yī)學(xué)院(深圳 518000)

糖尿病腎病(DN)是糖尿病最嚴(yán)重的慢性并發(fā)癥之一，是導(dǎo)致慢性腎衰的主要病因，p38 絲裂原活化蛋白激酶(p38 MAPK) 是MAPK信號通路中重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，是細(xì)胞信號傳遞的交匯點(diǎn)或共同通路，p38 MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可通過調(diào)節(jié)炎性因子的表達(dá)，活化環(huán)腺苷酸反應(yīng)原件結(jié)合蛋白等轉(zhuǎn)錄因子，加重腎臟的炎癥和纖維化進(jìn)程，從而加速糖尿病腎病進(jìn)程，以p38 MAPK為治療靶點(diǎn)研制出來的p38 MAPK 抑制劑有望成為治療DN的新型藥物制劑。

糖尿病腎病(Diabetic nephropathy，DN)是糖尿病最嚴(yán)重的慢性并發(fā)癥之一，是導(dǎo)致終末期腎臟病的最重要主導(dǎo)因素之一。DN 的病理特征主要是，T淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等炎癥細(xì)胞在腎臟組織中浸潤，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)的腎小球和腎小管基底膜增厚，最終形成為腎小管間質(zhì)纖維化和腎小球硬化[1]，其發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜，主要包括高血糖、晚期糖基化終產(chǎn)物、細(xì)胞因子、血流動力學(xué)異常、 氧化應(yīng)激以及炎性介質(zhì)等，在糖尿病狀態(tài)下，其中最主要影響腎臟病理進(jìn)展的因素是炎性介質(zhì)，通過炎癥介質(zhì)，腎臟內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路被激活，現(xiàn)代研究表明p38 絲裂原活化蛋白激酶( p38 MAPK) 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活與糖尿病腎病發(fā)生發(fā)展過程有著密不可分的聯(lián)系[2]，p38 MAPK在炎癥反應(yīng)中起到重要的介導(dǎo)作用，通過抑制p38 MAPK信號通路可以減輕炎癥反應(yīng)從而減少蛋白尿，延緩DN進(jìn)程[3-5]。

1 MAPKs家族與p38 MAPK信號通路

絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinases,MAPKs)為細(xì)胞內(nèi)信號通路中一類蛋白質(zhì)，執(zhí)行著信號級聯(lián)放大的功能, 廣泛分布于哺乳動物細(xì)胞內(nèi)，在介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞外的刺激起著主要信息傳遞作用。MAPKs家族可將細(xì)胞外刺激信息傳遞至細(xì)胞內(nèi)，從而介導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生各種級聯(lián)反應(yīng),MAPKs家族的生化特點(diǎn)是采用高度保守的三級激酶級聯(lián)反應(yīng)傳遞信號，可被細(xì)胞因子、激素、神經(jīng)遞質(zhì)、細(xì)胞應(yīng)激等廣泛刺激激活，在受到刺激后, 蘇氨酸和酪氨酸兩個位點(diǎn)會被磷酸化從而被激活[6]。在細(xì)胞分裂、分化、凋亡中扮演重要角色。

MAPK 通路主要有四條途徑: p38 MAPK、細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERKs)、c-jun 氨基末端激酶/應(yīng)激激活的蛋白激酶 (JNK/SAPK)及ERK5/BMK，其中p38 MAPK信號通路是MAPK家族中最重要的組成，目前已知的6種p38 MAPK同型異構(gòu)體包括: p38α1 /α2、p38γ 、p38β1 /β2和p38δ。現(xiàn)代研究表明[7-8]，腎小球系膜細(xì)胞中可表達(dá)各類p38 MAPK mRNA亞型，其中表達(dá)最高的是p38α mRNA。作為MAPK的四個亞家族之一, p38 MAPK信號通路可以在炎癥因子、應(yīng)激等細(xì)胞外刺激時被激活, 調(diào)控炎癥反應(yīng)、凋亡、細(xì)胞分化等多種生理過程[9]。

2 p38 MAPK信號通路在炎癥的作用

越來越多的證據(jù)表明炎癥是誘發(fā)II型糖尿病，腎臟疾病，心血管疾病等疾病的關(guān)鍵因素[10- 11]，因此，全面地了解炎癥的作用具有重要的意義。研究表明，p38 MAPK信號通路與炎癥之間有著密切的聯(lián)系[12],炎性介質(zhì)與刺激, 如LPS 、缺血-再灌注、IL-1 和TNF等, 均可介導(dǎo)單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等免疫細(xì)胞中p38 MAPK通路的激活，而糖尿病腎病、關(guān)節(jié)炎、腸炎等都與p38 MAPK信號通路的激活相關(guān)。p38 MAPK通路被激活后，其下游信號可以促進(jìn)TNF-α、IL-10β和IL-6等促炎癥因子的產(chǎn)生，從而增強(qiáng)了細(xì)胞的炎性浸潤[13]，另一方面，TGF-β、TNF-α、IL-6、IL-1等炎性因子可以激活p38 MAPK信號通路，進(jìn)一步促進(jìn)炎性介質(zhì)的合成和釋放，惡性循環(huán)地加重腎組織炎癥損傷，促進(jìn)糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展，p38 MAPK參與了炎癥介質(zhì)的合成以及白細(xì)胞的募集和滲入炎癥組織，例如p38 MAPK可以影響多種炎性因子的產(chǎn)生, 大鼠巨噬細(xì)胞被LPS 刺激后, 巨噬細(xì)胞內(nèi)p38 MAPK會發(fā)生磷酸化, 實(shí)驗(yàn)表明抑制巨噬細(xì)胞內(nèi)p38 MAPK磷酸化可有效減輕甚至阻斷巨噬細(xì)胞內(nèi)TNF-α的產(chǎn)生, Tamura 等研究表明[14]，p38 MAPK對于介導(dǎo)中性粒細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的炎性信號是不可或缺的，再次表明炎性反應(yīng)中TNF-α的產(chǎn)生與p38 MAPK激活密切相關(guān)。在腎小球硬化和腎小管間質(zhì)纖維化發(fā)生發(fā)展中，TGF-β1是其中最重要的細(xì)胞因子，在DN早期，TGF-β1即明顯升高，糖尿病腎病狀態(tài)下多種因素可通過MAPK通路增加TGF-β1的表達(dá)[15]。NF-kB是一種具有調(diào)節(jié)細(xì)胞因子誘導(dǎo)的基因表達(dá)作用的重要的蛋白質(zhì)，多種應(yīng)激反應(yīng)和相關(guān)免疫細(xì)胞增殖、分化、凋亡都能參與NF-kB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的激活相關(guān),激活的p38 MAPK可以使NF-kB上調(diào)，NF-kB活化后能誘導(dǎo)許多炎癥因子的轉(zhuǎn)錄，炎癥因子又可激活胞質(zhì)中的NF-kB，促進(jìn)腎小球硬化及小管間質(zhì)纖維化[16]。

3 炎癥是DN重要的機(jī)制

糖尿病狀態(tài)下，炎癥反應(yīng)是p38 MAPK信號通路激活的關(guān)鍵因素，同時下游的炎癥細(xì)胞可以被激活的p38 MAPK通路誘導(dǎo)活化，從而通過增強(qiáng)了炎癥介質(zhì)表達(dá)、影響細(xì)胞因子生成與作用等途徑而引起腎臟的損害。首先血管緊張素II可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞株p38 MAPK，ATF-2 磷酸化，將p38 MAPK信號通路激活，與此同時巨噬細(xì)胞骨調(diào)素基因水平也會提升；實(shí)驗(yàn)研究表明如果使用p38 MAPK抑制劑--SB203580作用后，p38 MAPK表達(dá)水平、ATF-2磷酸化水平、巨噬細(xì)胞骨調(diào)素基因表達(dá)水平都會被抑制，說明血管緊張素II可以作為啟動炎癥反應(yīng)的影響因素將p38 MAPK信號通路激活，從而促進(jìn)下游炎癥細(xì)胞活化與表達(dá)。另一方面，p38 MAPK的激活與下游炎癥介質(zhì)的表達(dá)具有重要聯(lián)系。研究表明脂多糖(LPS)可以刺激腎小球系膜細(xì)胞從而激活p38 MAPK信號通路[17]。p38 MAPK通路在激活后，炎癥介質(zhì)IL-1β基因及蛋白表達(dá)水平明顯升高，如果應(yīng)用了p38 MAPK 抑制劑后，p38 MAPK的活性會被明顯抑制，炎癥介質(zhì)IL-1β基因及蛋白表達(dá)水平也會被抑制，因此p38 MAPK信號通路的激活在誘導(dǎo)系膜細(xì)胞IL-1β 表達(dá)中具有重要作用。采用相同刺激條件激活p38 MAPK信號通路，發(fā)現(xiàn)p38 MAPK信號通路與系膜細(xì)胞IL-6 的表達(dá)有關(guān)[18]。通過在高糖環(huán)境培養(yǎng)腎小球系膜細(xì)胞發(fā)現(xiàn)高糖培養(yǎng)組的p38 MAPK、下游細(xì)胞因子CREB1、TGF-β1蛋白表達(dá)水平明顯增高。實(shí)驗(yàn)研究[19]發(fā)現(xiàn)，在高糖的刺激下，p38 MAPK會發(fā)生核轉(zhuǎn)移，p38 MAPK、CREB1 磷酸化的水平顯著增高，TGF-β1、FN mRNA 表達(dá)水平也會明顯的增高，當(dāng)使用p38MAPK 抑制劑后，p38MAPK 蛋白核轉(zhuǎn)移、p38MAPK和CREB1 磷酸化水平會顯著降低，從而降低了TGF-β1 和FN 的基因表達(dá)，以上實(shí)驗(yàn)都說明糖尿病狀態(tài)下炎癥的發(fā)生與p38 MAPK信號的激活密切相關(guān)。

4 p38 MAPK抑制劑的應(yīng)用

在p38 MAPK抑制劑的研究中，首先被發(fā)現(xiàn)的p38 MAPK抑制劑是吡啶咪唑類藥物，如SKF-86002，SB203580和SB202190，其原理是競爭性地結(jié)合在ATP結(jié)合位點(diǎn)上, 使p38 MAPK失去了與ATP結(jié)合的能力, 導(dǎo)致p38 MAPK失去了激酶活性[20]。實(shí)驗(yàn)研究表明，SB203580能夠有效地抑制細(xì)胞因子的合成, 例如其在不同動物實(shí)驗(yàn)中能夠起到抗炎的作用。使用低劑量SB203580時, 能夠顯著抑制p38α、p38β的活性，但不會影響到p38γ和p38δ的活性[21]，這種結(jié)合特異性與SB203580和ATP結(jié)合位中的若干個氨基酸相互作用的有關(guān)。在使用高劑量SB203580時，其還能夠影響到其他的蛋白質(zhì)[22]。以上研究說明, SB203580在動物模型的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)是具有藥理學(xué)活性的[23]。AS1940477已被證明在大鼠實(shí)驗(yàn)中能夠起到抑制IL-1、IL-6、PEG2的生成，降低p38 MAPK酶活性[24]。Pamapimod能夠顯著地抑制p38 MAPK活性，因此降低了 IL-1和IL-6水平，減少如關(guān)節(jié)炎等炎癥疾病的臨床癥狀[25]。Jung等[26]研究發(fā)現(xiàn)在慢性腎病大鼠模型中使用p38 MAPK抑制劑FR167653，能明細(xì)地抑制腎臟纖維連接蛋白表達(dá)，同時可以抑制細(xì)胞凋亡, 起到了對腎臟的保護(hù)作用。已發(fā)現(xiàn)的其他一些相關(guān)p38 MAPK抑制劑已發(fā)現(xiàn)的還有AMG-548，SC-80036，SC-79659，和VXs[27]，它們都在不同程度對p38 MAPK起到了抑制作用從而起到減輕炎癥反應(yīng)，因而p38 MAPK將成為藥物治療的有效靶點(diǎn)。

最近已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了許多不同類型的p38 MAPK抑制劑, 抑制劑的主要機(jī)理還是以與p38 MAPK競爭性結(jié)合ATP位點(diǎn), 除此以外例如BIRB796等一類新型抑制劑, 能夠通過重新改變p38 MAPK激酶的構(gòu)型從而起到抑制p38 MAPK與ATP的結(jié)合[28]。另一方面, 研究發(fā)現(xiàn)p38α晶體結(jié)構(gòu)中，其C端含有一個結(jié)構(gòu)域, 該結(jié)構(gòu)域能夠有針對性地分布在MAPK、CDK家族里, 并且具有較高的延展性, 可以與不同種類的化合物結(jié)合。通過研究發(fā)現(xiàn)ATP結(jié)合位點(diǎn)與不同的激酶上的結(jié)構(gòu)相似, 若以此為作用靶點(diǎn)將具有極高的研究價值, 可以大大地提升抑制劑的特異性[29]。另一方面，天然植物提取物通過p38信號通路對炎癥的抑制作用具有深入挖掘的意義，天然植物提取物介導(dǎo)抑制p38 MAPK活性可表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗發(fā)炎的特性，因此是具有巨大抗炎癥疾病潛力的候選研究藥物。隨著p38 MAPK抑制劑的進(jìn)一步研究，雖然p38 MAPK抑制劑在動物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)起到良好抗炎效果，但由此類藥物會引起肝臟等組織的損傷卻不容忽視[30]，因此全方面的研究p38 MAPK抑制劑藥理與毒理十分必要。

5 小結(jié)與展望

糖尿病腎病是一種全身代謝性綜合征，此疾病的發(fā)生發(fā)展與高糖環(huán)境、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞因子以及各種信號通路的激活有著密切的關(guān)系，隨著現(xiàn)代研究的深入，發(fā)現(xiàn)p38 MAPK信號通路的激活與炎癥在DN過程中起到了重要的作用，兩者能夠相互作用、相互促進(jìn)DN的病理進(jìn)展，因此以抑制p38 MAPK、炎癥反應(yīng)為治療靶點(diǎn)、診斷標(biāo)志物的研究將有望成為未來的熱點(diǎn)，現(xiàn)階段雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)許多p38 MAPK抑制劑能夠有效抑制p38 MAPK信號通路發(fā)揮抗炎作用，從而起到保護(hù)腎臟細(xì)胞的作用，但是其不良反應(yīng)也是應(yīng)當(dāng)受到重視的，因此全方面地對DN中抗炎以及p38 MAPK抑制劑研究是勢在必行的。

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(收稿：2016-08-17)

*廣東省中醫(yī)藥局科研項(xiàng)目(20141243)

糖尿病腎病 p38 絲裂原活化蛋白激酶 炎癥

R587.2

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2017.07.058

△通訊作者