血管活性腸肽/垂體腺苷酸環化酶激活肽對支氣管哮喘作用的研究進展

沈琴琴，李國平

(瀘州醫學院附屬醫院呼吸內一科，四川瀘州646000)

血管活性腸肽/垂體腺苷酸環化酶激活肽對支氣管哮喘作用的研究進展

沈琴琴，李國平

(瀘州醫學院附屬醫院呼吸內一科，四川瀘州646000)

血管活性腸肽(VIP)和垂體腺苷酸環化酶激活肽(PACAP)同屬于胰泌素-胰高血糖素家族，具有舒張平滑肌、調節免疫和炎癥反應的作用，對支氣管哮喘發揮保護作用。本文對VIP/PACAP作用機制及其在支氣管哮喘中的作用進行綜述。

哮喘；血管活性腸肽；垂體腺苷酸環化酶激活肽

支氣管哮喘是由多種細胞和細胞組分參與的氣道慢性炎性反應疾病，主要特征為可逆性氣流受限、氣道不可逆性縮窄和氣道重塑，其發病機制尚不完全清楚，可概括為免疫-炎癥反應、神經機制和氣道高反應性及其相互作用。血管活性腸肽(Vasoaetive intestinal peptide，VIP)和垂體腺苷酸環化酶激活肽(Pituitary adenylate cyclase activating polypeptide，PACAP)通過舒張氣道平滑肌、調節免疫和炎癥反應對支氣管哮喘發揮保護作用，使得VIP/PACAP成為支氣管哮喘治療的新途徑。

1 VIP/PACAP的特點

1969年Said和Mutt首先從豬小腸組織分離得到的VIP，由28個氨基酸殘基組成的一單鏈線性肽類結構物質，1989年Miyata從羊下丘腦提取神經肽PACAP，包括PACAP-38和PACAP-27兩種形式，它們分別由38個和27個氨基酸組成。VIP和PACAP有68%的同源序列，同屬于胰泌素-胰高血糖素家族；VIP/PACAP主要通過與G蛋白耦聯受體(VPAC1、VPAC2、PAC1)結合發生生物效應，其中VPAC1、VPAC2對VIP和PACAP有同等的親和力，PAC1為PACAP的特異性受體[1]。

2 VIP/PACAP舒張平滑肌的作用

平滑肌廣泛分布于人體消化道、呼吸道、血管和泌尿、生殖系統等。VIP/PACAP主要通過啟動以下雙信號通路舒張平滑肌：(1)與VPAC2和PAC1受體結合后激活G蛋白(Gs)、活化腺苷酸環化酶(Adenylate cyclase，AC)，提高細胞內環磷酸腺苷(Cyclic adenosine monophosphate，cAMP)水平，繼而活化蛋白激酶A及蛋白激酶G，降低細胞內Ca2+水平而松弛平滑肌；(2)與VPAC1受體和鈉尿肽C型受體(Natriuretic peptide C receptor，NPR-C)結合后激活G蛋白(Gi1和 Gi2)，促進Ca2+內流，隨著細胞內Ca2+濃度增高，鈣調蛋白與Ca2+結合形成Ca2+/鈣調蛋白復合物，從而激活內皮型一氧化氮合酶(eNOS)，增加NO合成，進一步激活鳥苷酸環化酶(Guanylate cyclase，GC)，提高細胞內環磷酸鳥苷(Cyclic guanosine monophosphate，cGMP)水平，繼而活化蛋白激酶G，介導平滑肌舒張，VPAC1受體亦可不依賴eNOS舒張平滑肌[2-3]。另有文獻報道，電壓門控K+通道也介導VIP/PACAP松弛平滑肌[4]。

3 VIP/PACAP的抗炎作用

慢性炎癥常伴有固有免疫和適應性免疫的參與。巨噬細胞是固有免疫的主要參與者，通過吞噬作用殺滅病原體而啟動炎癥反應，釋放毒性氧、氮中間體和TNF-α，同時釋放細胞因子和趨化因子，募集和激活其他免疫細胞。巨噬細胞不僅執行固有免疫的效應功能，也在適應性免疫應答的各階段發揮作用，在免疫反應中起著關鍵作用。VIP/PACAP主要與VPAC1受體結合，抑制NF-κB、Jak1/2-STAT1及MEKK1/MEK4/JNK信號傳導通路并增加環磷酸腺苷效應元件結合蛋白(cAMP responsive element-binding protein，CREB)磷酸化，使誘導型一氧化氮合酶(iNOS)活性及轉錄因子活化蛋白-1(Activator protein-1，AP-1)的生成受到抑制，減少NO生成、抑制活化的巨噬細胞釋放炎癥細胞因子(TNF-α、IL-6、IL-12)及表達趨化因子(MIP-2、IL-8、MIP-1α、MIP-1β、MCP-1、RANTES)并促進抗炎因子(IL-10)分泌，從而對活化巨噬細胞發揮調節作用[5]。

樹突狀細胞(Dendritic cell，DC)是功能最強的抗原提呈細胞，能顯著刺激初始T細胞增殖，是機體適應性T細胞免疫應答的始動者。Delgado等[6-7]早期發現VIP/PACAP上調DC表面CCL22(Th2細胞趨化因子)表達，下調CXCL10(Th1細胞趨化因子)表達，使DC獲得誘導Th0細胞向Th2分化而抑制向Th1分化的能力，引起炎癥因子IL-2、IFN-γ的表達下降，抗炎因子IL-10的表達上調，表現為抗炎作用。VIP/PACAP還通過抑制活化的巨噬細胞釋放促Th1細胞因子IL-12使CD4+T細胞向Th1分化受到抑制。此外，VIP/ PACAP通過降低顆粒酶B、穿孔素及FasL在Th2細胞表達來提高Th2生存率，促進產生記憶性Th2細胞，而在Th1中無該作用[8]。研究表明，VIP/PACAP能下調LPS/IFN-γ活化的樹突狀細胞表面CD80和CD86表達形成耐受型DC，該耐受型DC誘導失能T細胞和CD4+CD25+Foxp3+調節性T細胞(Treg)生成[9]。Treg通過與靶細胞直接接觸和分泌IL-10、轉化生長因子β(TGF-β)抑制效應T細胞增殖和合成細胞因子，TGF-β又參與誘導Treg細胞生成，從而發揮免疫抑制作用，減輕炎癥反應[10]。Th17細胞是一類新發現的輔助性T細胞，該細胞能分泌多種細胞因子，其中最主要的是促炎因子IL-17。研究發現VIP/PACAP能減少Th1和Th17細胞數量，增加Th2和Treg細胞數量，降低IFN-γ、IL-17水平，增加IL-10、TGF-β的分泌[11]。

4 VIP/PACAP與支氣管哮喘

支氣管哮喘以氣道高反應性及炎癥反應為特征。已有文獻報道，VIP/PACAP能引起人離體氣道平滑肌松弛，較異丙腎上腺素更有效，且該作用不被普萘洛爾和吲哚美辛所抑制[12]。研究表明，對穩定型哮喘患者分別吸入VIP類似物和β2腎上腺受體激動劑，VIP有和β2腎上腺受體激動劑程度相當的支氣管擴張作用[13]。Szema等[14]發現VIP基因敲除(KO)小鼠與野生型(WT)小鼠相比表現出哮喘的基本特征：氣道高反應性和氣道炎癥。對VIP基因敲除小鼠予以外源性VIP處理后，其氣道高反應性明顯減輕，肺組織細胞浸潤受到極大限制、肺泡灌洗液中中性粒細胞數明顯下降，與野生型無差異，表明VIP對哮喘有治療作用。由卵蛋白致敏并誘發的支氣管哮喘大鼠模型組與對照組相比，肺泡灌洗液中細胞總數、巨噬細胞及嗜酸性粒細胞數均增加，血漿中髓過氧化物酶升高；而預先吸入粉狀長效VIP衍生制劑(IK312532/ns)的哮喘大鼠，細胞總數、巨噬細胞、嗜酸性粒細胞數及髓過氧化物酶水平均較模型組明顯下降，表明VIP可減輕氣道炎癥[15]。最近證明在卵蛋白致敏并誘發的哮喘小鼠模型中PAC1受體mRNA表達增加，較假致敏組有差異，然而PAC1相關受體VPAC1受體mRNA在過敏性肺組織中的表達與假致敏組差異無統計學意義[16]。在這項研究中，卵蛋白致敏PAC1受體缺陷小鼠和野生型小鼠后，前者與后者相比，肺泡灌洗液中細胞總數、嗜酸性粒細胞數、中性粒細胞數增加，IL-4及eotaxin-2增高，血漿中IgE也升高，前者予以PAC1受體激動劑治療后，小鼠的炎癥明顯減輕，可能與細胞總數、巨噬細胞數和嗜酸性粒細胞數減少、IL-4及eotaxin-2明顯下降有關，因此PAC1受體激動劑可作為抗炎治療[17]。另有文獻報道，煙曲霉分別致敏VPAC2基因敲除小鼠和野生型小鼠后均表現為過敏性氣道炎癥(肺泡灌洗液中單核/巨噬細胞、中性粒細胞、嗜酸性粒細胞和淋巴細胞均增高)、杯狀細胞化生、平滑肌細胞增生和血清IgE升高，VPAC2基因敲除小鼠較野生型小鼠嗜酸性粒細胞數減少由VIP缺失所致，而非VPAC2受體缺乏，但VPAC2受體介導氣道內嗜酸性粒細胞遷移；許多報告表明，VIP促進Th2表型，但此項研究證實VIP阻遏肺內CD4+T細胞中活化T細胞核轉錄因子(Nuclear factor of activated T cells，NFAT)活化，抑制Th2型免疫的發展[18]。很明顯，VIP在免疫調節中的作用依賴疾病狀態及所屬組織。已有研究結果顯示哮喘小鼠急性發作及非急性發作時肺泡灌洗液中VIP的含量明顯低于正常對照組，支氣管哮喘患兒較健康兒童血漿中VIP含量降低，予以外源性VIP及PACAP治療能使VIP/PACAP抗炎及對支氣管的擴張作用增強，緩解哮喘癥狀[19-20]。Voedisch等[21]證明VIP/PACAP可抑制肺內樹突狀細胞的吞噬能力，介導樹突狀細胞表面分子的表達，抑制氣道內炎癥。VIP/PACAP還能抑制肺肥大細胞釋放介質和嗜酸性粒細胞遷移及產生IL-16[22]，增加體內CD4+CD25+Foxp3+Treg細胞生成，誘導免疫耐受，表現為抗炎作用[23-24]。此外，血管活性腸肽有抑制哮喘氣道重塑作用，其機制可能與減少TGF-β1表達有關[25]。

VIP/PACAP作為具有支氣管擴張和抗炎作用的神經肽，在呼吸系統疾病中具有重要的作用。尤其是以氣道高反應和炎癥反應為特征的支氣管哮喘，VIP/PACAP治療哮喘較常規的哮喘治療藥物有其特有的優勢。然而哮喘動物的肺部并沒有發現介導抗炎作用的VPAC1受體mRNA高表達，VIP/PACAP在肺內的抗炎機制仍不十分清楚，作為藥物治療支氣管哮喘的同時是否存在潛在的副作用，尚未見更多的報道，其作用機制及安全性還有待通過進一步的實驗明確。

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R562.2+5

A

1003—6350（2016）01—0097—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.01.034

2015-03-22)

國家自然科學基金(編號：81170032)

李國平。E-mail：lzlgp@163.com