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转化生长因子-β在哮喘气道炎症与重塑中的作用中国病理生理杂志,2o(8):1527—1530[文章编号]1000—4718(2004)08—1527—04?1527?转化生长因子一I];在哮喘气道炎症与重塑中的作用李明才,何韶衡(汕头大学医学院变态反应学与炎症学研究所,广东汕头)——cai,—heng(A//,,,Ch/na)【】ctor一~{TGF一口)。一口,andin—()。

,irre—ics。TGF一口orfi—。Itas/~—tack。[关键词]哮喘;转化生长因子B;炎症;气道重塑[];;;~hng[中图分类号]R562。25[文献标识码]A哮喘()是一种慢性气道炎症性疾病,伴有气道高反应性(eness,AHR)。多种细胞(包括T淋巴细胞,嗜酸粒细胞,肥大细胞,上皮细胞及平滑肌细胞等)和炎性介质及细胞因子参与哮喘的发生发展过程。

哮喘患者这种气道炎症与重塑的过程引起气道管壁增厚,平滑肌收缩导致支气管阻塞。近年来,生长因子与哮喘的关系引起越来越多学者们的关注,其中转化生长因子一]3(Trans—一口,TGF一口)在哮喘的发病过程中有重要的作用,它与上皮炎症损伤后的修复过程及气道重塑密切相关,现将TGF一口与哮喘的相关研究综述如下。1I哪一口的生物学特征TGF一8存在于机体所有组织中,尤以骨,肺,肾及胎盘组织中含量丰富。目前的研究表明,至少有3o多种细胞因子组成TGF一口超家族。主要包括TGF一,激活素和抑制素及骨形态发生蛋白等。TGF—fls有TGF一口l一55种异构体。TGF一8l一3主[收稿日期]2O02—12—10[修回日期]20O3—04—08Tel:0754—;E—mail–~@yahoo。c咖要存在于哺乳动物中,人TGF—f31,TGF一32,TGF—B3的基因分别定位于染色体l9q3,lq4l,14q24,均含有7个外显子,核苷酸序列同源性极高,它们的生物作用相似。人TGF—约2。4kb。无活性的前体TGF一8蛋白由390个氨基酸组成,包括信号肽,活性TGF一8分子和前肽(。

tide,LAP),前体蛋白脱去信号肽,经酶解产生2个成熟肽单体和LAP。活性TGF一8的分子量为25kD,由两个l2。5kD亚单位(含ll2个氨基酸)通过二硫键相连。虽然几种TGF一口的前体有所差异,但成熟型TGF一口的氨基酸序列基本相同,且在进化中高度保守。人,猴,牛,猪和鸡TGF一131的成熟单体有完全相同的氨基酸序列,鼠多肽仅有一个氨基酸不同。TGF一8的生物效应是通过细胞受体系统而起作用的。正常细胞表面几乎都有TGF一口这一家族成员的膜结合受体,TGF一口与该受体具有高度特异的亲和力。现已知有3种类型的TGF一口糖蛋白受体(I,Ⅱ,Ⅲ型),起信号转导作用的是I型和Ⅱ型受体,它们都是单次跨膜的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶受体。转录因子Smad2和Smad5是TGF一口特异的细胞内信号转导分子,而Smad7则是TGF一口信号的?1528?拮抗因子,它能牢固地与TGF—BI型受体结合,使之无法将磷酸化,从而阻断TGF—B的信号转导途径…。Srnad蛋白是TGF—B受体复合物的下游信号调节蛋白,可将信号从胞膜直接转至胞核,它是目前所知的唯一TGF—B受体的胞内激酶的底物,Smad蛋白介导了TGF—B的胞内信号转导J。

TGF—B参与细胞生长与分化,胚胎发育,创伤修复,炎症反应调节,血管形成,肿瘤发生与转移等多种生理,病理过程。2TGF—p在哮喘发生发展中的作用2。1刺激平滑肌细胞分裂和增殖气道平滑肌增生和肥大导致的气道狭窄是哮喘的特征。气道中TGF—B表达增高,能刺激气道平滑肌细胞(ll,ASMC)分裂与增殖,导致平滑肌增生和肥厚。Black等J在胎牛呼吸道平滑肌细胞培养液中加入TGF—B1后,发现24h内细胞的2’一脱氧胸苷(2’一,dT)摄取率被抑制,但在48h后开始上升,72h后不仅平滑肌细胞数目增多,而且体积增大。Fong等L4J研究发现TGF—B1能刺激培养的人气道ASMC释放IIJ一8,诱导环氧化酶(cv—,COX)一2和前列腺素(PG)E2的产生,表明人ASMC通过表达和分泌炎症介质和细胞因子,参与气道的炎症反应,也提示TGF—B1在哮喘的病理生理学中起重要的作用。2。2诱导成纤维细胞向肌成纤维细胞转化,促进气道胶原沉积和基底膜增厚如上所述,哮喘时有气道结构的改变,包括气道粘膜炎症浸润和上皮下胶原沉积。

哮喘的气道上皮下纤维化和网状基底膜增厚,是由于胶原I,Ⅱ,Ⅲ和纤连蛋白(FN)等沉积增加所引起的,肌成纤维细胞()可能参与网状基底膜增厚的过程,TGF—在纤维化过程中表达增加,从而诱导成纤维细胞()向肌成纤维细胞转化。哮喘病人的成纤维细胞中细胞外基质含量增多,TGF—B诱导肌成纤维细胞产生过多的细胞骨架蛋白和细胞骨架相关蛋白如肌动蛋白和原肌球蛋白(tro~osin)而引起纤维化L5l。等L6J在研究豚鼠上皮细胞和人成纤维细胞向肌成纤维细胞转化时,证实在细胞外基质中补充TGF—B1也能诱导肌成纤维细胞的转化,同时成纤维细胞中的原胶原()I和水平上调,电镜下在肌成纤维细胞周围可见明显的胶原沉积。在严重或慢性哮喘时,气道平滑肌细胞增加,与此相联的气道平滑肌层的组织蛋白也增加,TGF—B能调节这些组织蛋白的合成。等【’J用免疫组化技术证实ASMC中含有大量的TGF一,并发现血纤维蛋白溶酶能调节ASMC分泌有生物活性的TGF—B,TGF—B则以自分泌的方式诱导ASMC合成胶原I,此类胶原在某些哮喘气道的不可逆纤维化和气道重塑中起重要作用。

等J报道哮喘病人呼吸道上下皮固有层明显增厚,呼吸道粘膜中TGF—B1与基底膜及粘膜下成纤维细胞数成正比。TGF—B1可刺激成纤维细胞增生,哮喘患者的嗜酸性粒细胞(,E0s)和成纤维细胞也可合成TGF—B1。等L9J研究哮喘病人和正常对照组的支气管活检标本时,用光学和电子显微镜检测基底膜厚度,用免疫显色法检测支气管粘膜中TGF—B1,结果显示哮喘病人的基底膜比正常对照组厚(平均8。09:4。02/an),而TGF—B1的表达水平相似(18。O%:16。O%),但哮喘病人TGF—B1的表达与成纤维细胞的数量呈正相关。表明TGF—p1可能诱导成纤维细胞的数目增加,而导致哮喘的支气管下层增厚,胶原沉积,最终引起支气管狭窄而使临床症状恶化。2。3通过嗜酸性粒细胞刺激胶原更新及沉积人体内TGF—B1的来源主要是巨噬细胞,血小板和上皮细胞,而在哮喘患者,却发现Eos是表达TGF—的主要来源。I型胶原是哮喘网状基底膜增厚的主要沉着物,等【10J通过测量诱导痰中I型原胶原C端肽(—,PICP)来评价哮喘I型胶原的更新,发现PICP在哮喘病人中明显高于正常志愿者,哮喘恶化时PICP水平也明显增加,表明哮喘恶化时胶原合成增加。

另外发现PICP与痰中Eos计数明显相关,表明Eos刺激胶原更新。应用免疫细胞化学技术检查痰中的TGF—B阳性细胞,还发现TGF—B阳性细胞与Eos计数和PICP明显相关,提示从Eos释放的TGF—B可能参与胶原的合成。所有这些结果表明,Eos通过TGF—B刺激哮喘气道的胶原合成而不是胶原降解,并且痰中的PICP可作为观察哮喘气道炎症变化的一个新的指标。2。4免疫抑制作用TGF—B1是一种免疫应答的负调控因子。TGF—B1在诱发气道重塑的同时,还有抑制Eos性炎症的反馈效应。Aiam等LuJ报道TGF—B可抑制Eos自分泌白细胞介素(,IL)一5和粒一巨噬细胞集落刺激因子(/—,GM—CsF)活性,诱导细胞因子激活的Eos凋亡;而用抗TGF—B抗体可抑制Eos对TGF—B的自分泌作用从而延长Eos的生存时间。哮喘病人的外周血,支气管肺泡灌洗液和痰液中Eos表面表达人白细胞抗原I-ILA—DR,但正常对照组外周血Eos表面不表达。等【12J用流式细胞术发现IIJ一3和GM—CSF能增加外周血Eos上mA—DR的表达,而TGF—B不能改变分离的Eos上mA—DR的表达,反而明显降低几一3和/或GM—CSF对mA—DR表达的影响。

抗TGF一口的单克隆抗体以剂量依赖的方式削弱TGF—p对几一3诱导的Eos上HLA—DR表达的影响。结果证明TGF—p能减少Eos上细胞因子诱导的mA—DR表达,从而影响Eos的活化。3TGF—p参与哮喘发病的具体环节3。1TGF—B/信号途径参与气道的炎症反应等u3J对40个哮喘病人的支气管活检标本研究后,发现Smad2磷酸化状况可作为激活TGF一6信号的指标,哮喘病人支气管活检标本中磷酸化Smad2的表达水平比对照组为高,并且它与哮喘基底膜厚度相关,TGF—p信号在哮喘气道中激活,激活的TGF一6信号参与哮喘的气道重塑过程。Nakao等uJ用表达Smad7(TGF一~/Smad信号的细胞内拮抗剂)的转基因小鼠研究TGF—B调节体内T细胞的免疫抑制作用,发现TGF一口不能抑制Smad7转基因小鼠的外周T细胞生长,但Smad7的转基因小鼠增加Thl和细胞因子的产生,增强抗原诱导的气道炎症和气道反应性。因此通过表达Smad7封闭成熟的T细胞TGF—B/Smad信号能增强气道炎症和气道反应性,证明TGF一口对T细胞的调节在免疫应答