炎症期间的嘌呤能信号转导（2）
2013-09-02 23:30:54   来源：37度医学网   作者：  评论：0 点击：

　　嘌呤能信号转导作为血小板功能的调节因子

　　炎症与血栓形成密切相关，血小板是这种过程的关键介质。ATP和ADP信号转导在血小板激活过程中起重要作用（图3）。ADP通过同时激活P2Y1和P2Y12而启动血小板聚集。随后，P2Y1的活化激活磷脂酶C并触发（血小板）形状改变，而P2Y12与G蛋白GI偶联而减弱腺苷酸环化酶的活性，并且灭活纤维蛋白原受体糖蛋白Ⅱb/Ⅲa（GPⅡb/Ⅲa）受体，该受体对血小板聚集至关重要62。噻吩并吡啶药物（如噻氯匹定和氯吡格雷）通过抑制血小板P2Y12受体而发挥它们的抗血栓形成作用63,64。有P2Y12受体基因缺陷的患者有先天性出血性疾病65。相反，P2Y12基因的功能获得性突变与ADP诱导血小板聚集增加相关，并且一项病例对照研究表明，有这类突变者动脉硬化的危险增加66,67。然而，一项研究对氯吡格雷反应的遗传决定因素和心血管事件的大规模临床试验显示，影响药物吸收和代谢激活的基因突变（而非P2Y12突变）与药理学作用有更大的临床相关性68。血小板还表达P2X1受体，该受体在体内随ADP和ATP激活而改变血小板聚集和形状变化61。

　　包括有细胞外ATP和ADP向腺苷转化存在诱导性缺陷的突变小鼠的实验性研究已显示，核苷酸信号转导的终止和伴有的腺苷产生可抑制血小板激活。因此，Cd39-/-小鼠有心脏缺血性损伤的增加20、大脑梗死容积的增加以及诱导实验性卒中后缺血后灌注的减少，而采用可溶性细胞外核苷酸酶进行治疗可纠正表型，并且对野生型小鼠有治疗作用69。

　　用可溶性核苷酸酶（增强AMP转化为腺苷）对人血进行体外处理——与腺苷水平的升高和血小板聚集的抑制相关70。通过ADORA2A71和ADORA2B72的信号转导可抑制血小板聚集。相似地，腺苷摄取抑制剂双嘧达莫被用作预防复发性卒中53或改善患者血液透析移植物通畅性54的一种血小板抑制剂。此外，P2Y12受体拮抗剂替格瑞洛至少部分地——通过抑制腺苷摄取——而抑制血小板功能，从而使细胞外腺苷水平升高73。

　　缺血和再灌注期间的细胞外ATP和腺苷

　　缺血-再灌注损伤与如器官移植和心血管疾病这些以炎性途径激活为特征的重要临床状况相关4,74。细胞外ATP释放可在缺血和再灌注期间诱发一种免疫应答，起吞噬细胞的一种趋化信号作用5，从而激活NLRP3炎性体75，并且对炎症细胞有趋化作用76。阻断ATP释放或P2受体信号转导的药理学策略被认为有助于减轻缺血和再灌注期间的无菌性炎症4。

　　相反，细胞外腺苷已被称为一种可减弱缺血和再灌注期间缺氧诱发炎症的“安全信号”77。细胞外ATP转化为腺苷在减轻缺血-再灌注损伤期间的无菌性炎症方面起主要作用。实验性研究已显示，增加ATP分解为腺苷的药理学策略能有效减轻缺血和再灌注期间的组织损伤和无菌性炎症17,19,20,31,32,78,79。此外，多项实验性研究提供腺苷信号转导在缺血和再灌注模型中有保护性作用（例如，通过炎症细胞上ADORA2A的激活33,34,45或血管内皮细胞、上皮细胞或心肌细胞上ADORA2B的激活32,36,37,80）的证据。例如，最近一项研究已辨别出心脏中的一个调节回路，通过该回路，ADORA2B信号转导控制昼夜节律蛋白PER2的表达，这可稳定转录因子缺氧诱导因子（HIF）1（Hif-1），促进糖酵解代谢，并且有心脏保护作用38。小鼠暴露于强光可稳定心脏中的Per2，并且减轻心肌缺血后的心肌损伤。T细胞上Adora2a的激活可减轻镰状细胞病实验模型中的缺血和再灌注34。

　　急性肺损伤期间的P1和P2受体信号转导

　　急性肺损伤是与危重病相关的（并发症）发生率和死亡率的首要原因之一。实验性研究显示，肺损伤暴露后肺ATP水平升高81，并表明激活P2受体（如P2Y6或P2X7）可导致炎症和血管漏的加重9,10。有Cd39或Cd73基因缺陷的小鼠的肺损伤研究已显示，肺水肿水平增高、肺部炎症加重以及气体交换减弱29,30。对小鼠进行的遗传和药理学研究表明，腺苷受体信号转导在治疗急性肺损伤中可能起作用45。例如，在小鼠机械通气诱发肺损伤期间，Adora2b拮抗剂BAY60-6583增加肺泡液的清除，并减轻毛细血管-肺泡漏47。

　　其他实验性研究表明，医源性高氧——用于治疗有急性肺损伤和休克样状态的患者——有可能抑制保护性腺苷信号转导作用。我们当中的一位已观察到，急性肺损伤暴露的小鼠在呼吸60%～ 100%氧浓度的空气时——从而模拟治疗性氧合——死亡率高于保持在海平面水平呼吸21%氧浓度周围空气时的小鼠。吸入ADORA2A拮抗剂可代偿内源性腺苷产生的氧合相关丧失，并可维持ADORA2A介导的组织保护，同时允许缺氧组织进行氧合82。

　　IBD中的嘌呤能信号转导

　　IBD与肠道过度炎症相关，嘌呤能信号转导与IBD相关。肠道炎症与代谢供应和氧需求的严重转变从而导致炎性黏膜广泛缺氧相关83。这种代谢性改变与缺氧依赖性转录因子（如HIF——适应缺氧的关键转录因子）转录后稳定相关84。研究已显示，在肠道炎症期间，缺氧信号转导在转录上诱导CD39和CD73，从而使平衡从ATP转向腺苷信号转导16-18。此外，对小鼠进行的药理学研究表明，HIF激活剂可减轻肠道炎症85,86，并且这种保护与细胞外腺苷产生的增加和信号转导的增强有关（图4）91。

　　ATP信号转导与IBD的长期肠运动障碍和肠神经损伤有关，该结果符合P2受体信号转导在这种障碍中的促炎作用。P2X7、泛连接蛋白-1通道、Asc衔接蛋白以及胱天蛋白酶均与驱动肠道炎症期间肠神经死亡的ATP诱导的信号转导途径有关87。

　　此外，调节性T细胞——在抑制实验诱导肠道炎症中至关重要的一个CD4+ T淋巴细胞亚群92 ——在小鼠模型中同时需要细胞外腺苷的CD39和CD73依赖性产生才能发挥它们的抑制功能93。通常，Cd3922或Cd7394已被敲除的小鼠实验诱导肠道炎症的病程比正常小鼠严重，该结果符合这种观念。腺苷受体信号转导似乎在实验诱导肠道炎症期间通过包括Adora2a或Adora2b受体的腺苷信号转导事件而有抗炎效应和屏障保护作用89,90,95。此外，柳氮磺吡啶和甲氨蝶呤——这两种药物常用于治疗IBD——的抗炎效应与细胞外腺苷的释放有关27,28。总之，这些结果强调将平衡由促炎性P2受体激活向抗炎性腺苷受体（特别是Adora2a和Adora2b）激活转变的药理学策略89，90对治疗IBD的治疗潜力。例如，这一转变可通过使用HIF激活剂（可溶性形式腺苷三磷酸双磷酸酶，将ATP和ADP转化为AMP）或细胞外核苷酸酶（将AMP转化为腺苷）或腺苷-受体拮抗剂而实现。

　　癌症的免疫治疗

　　尽管研究已表明癌细胞生长速度与嘌呤能信号转导有关96，但嘌呤能信号转导对有新生肿瘤性疾病的患者有免疫学后果。癌症治疗的最新进展包括过继T细胞疗法、抗体的药理学使用以及固有免疫应答的强化，在淋巴细胞增生性疾病和“免疫-应答性肿瘤”（如肾细胞癌和黑色素瘤）中有令人鼓舞的结果。然而，针对其他常见实体瘤的有效的免疫治疗仍未实现。

　　损害相关分子模式分子由受损组织和癌细胞释放来启动适应性免疫应答和固有免疫应答。这些分子包括嘌呤，如ATP，它介导炎性体的激活75和树突状细胞的激活，从而使肿瘤抗原提呈和肿瘤清除成为可能。ATP介导的对免疫系统作用的增强有可能构成一种诱导抗癌活性的新有效方式。确实，ATP转化为腺苷具有免疫抑制作用。例如，一种17型辅助性T细胞亚群表达CD39和CD73，从而导致腺苷释放、调节功能以及CD4+和CD8+ T-细胞效应功能的后续抑制97。通过ADORA2A的T细胞信号转导可产生免疫抑制机制，减少组织损伤45,98。相反，这些过程在以高水平腺苷为特征的缺氧环境中阻止自身免疫，并提供对恶性肿瘤的保护作用99。基于这些观察，细胞外核苷酸酶的诱导和腺苷依赖性Adora2a信号转导的后续增强被认为在T淋巴细胞病理生理抑制中起作用。例如，ADORA2A或CD39的基因缺失或药物抑制可通过T细胞强力增加肿瘤免疫损伤和排斥100，101。有必要将腺苷受体拮抗剂或抑制细胞外核苷酸酶操控肿瘤微环境的策略作为可能的癌症治疗进行研究。

　　结论

　　嘌呤能信号转导是各种各样炎性疾病的一种重要调节机制。有许多的例子表明，由腺苷P1受体启动的信号转导事件和由核苷酸P2受体启动的信号转导事件在生物系统中具有相反的作用，并且转变嘌呤能P1和P2信号转导之间的平衡是一种新的努力减轻病理性炎症和促进愈合的治疗概念。数种改变嘌呤能信号转导的药物 —— 如腺苷、咖啡因、氯吡格雷和双嘧达莫——已被用于患者。增强这一领域的开发将为有炎性疾病患者的治疗开辟一些新途径。

　　（N Engl J Med 2012;367:2322-33.December 13, 2013）[4150101]