Lyn激酶在哮喘發病機制中的作用

魏沖，李國平

(西南醫科大學，四川 瀘州 646000)

Lyn激酶在哮喘發病機制中的作用

魏沖，李國平

(西南醫科大學，四川 瀘州 646000)

支氣管哮喘是一種由多種細胞和細胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病，以氣道變應性炎癥和氣道高反應為其主要特征，隨著病程的延長可引起氣道不可逆性縮窄和氣道重塑。支氣管哮喘的發病機制迄今仍未完全闡明。目前研究發現，Lyn激酶在支氣管哮喘發病過程中具有正面和負面調節細胞信號的雙向作用。此外，Lyn激酶對支氣管哮喘發作的強度和持續時間起著重要作用。本文就近年來Lyn激酶可能在支氣管哮喘發病機制中的作用做一綜述。

支氣管哮喘；Lyn激酶；發病機制；調節

支氣管哮喘(簡稱哮喘)是一種由多種細胞和細胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病，以嗜酸性粒細胞(EOS)、肥大細胞(MC)、淋巴細胞參與反應為主的氣道變應性炎癥和氣道高反應性為其主要特征，哮喘如診治不及時，隨著病情發展和氣道炎癥的進展，可引起氣道不可逆性縮窄和氣道重塑。哮喘發病機制非常復雜，目前仍未完全闡明。目前研究發現，Lyn激酶在支氣管哮喘發病過程中具有正面和負面調節細胞信號的雙向作用。Beavitt等[1]研究發現Lyn激酶基因敲除鼠出現嚴重的支氣管痙攣、炎癥、變態反應、Th2免疫應答以及血清高水平IgE，表明Lyn激酶是一個重要的Th2免疫應答的陰性調節激酶，研究還發現Lyn激酶對哮喘發作的強度和持續時間起著重要作用。Lyn激酶可通過氣道炎癥機制、氣道重塑、免疫及變態反應等機制參與哮喘的發生發展。本文將主要介紹Lyn激酶在哮喘發病機制中的研究進展做一綜述。

1 Lyn激酶的結構、特點和功能

Src家族激酶(Src-family kinase，SFK)包括Src、Yes、Fgr、Fyn、Lck、Lyn、Blk和Hck，是一組非受體型酪氨酸激酶，它們有著相似的結構特點：都有從N末端開始的獨特的結構域、SH3結構域、SH2結構域，以及一個具有保守酪氨酸磷酸化位點的C末端。Lyn激酶是Src家族成員之一，其主要表達于B淋巴細胞、髓系細胞和自然殺傷細胞[2]。Lyn激酶具有兩個剪接變異體，其結果是產生兩種蛋白異構體p53和P56 kDa，也就是Lyn A(p56)和Lyn B(p53)，兩者之間的區別在于N端的獨特結構域(SH4結構域)中有20個氨基酸序列不同，其中包括pY基序(pY32)，Lyn激酶通過可逆性N-末端脂質修飾(棕櫚酰化)和特異性pY32基序異構體的潛能，完成調節活性、相互作用反應和亞細胞定位的復雜功能，另外Lyn激酶與其他Src家族激酶成員相同，Lyn激酶蛋白質相互作用的調節也是通過其SH2/SH3結構域以及磷酸化狀態來實現的[3]。Lyn激酶可通過多種信號途徑參與哮喘的炎癥與氣道重塑，具有正面和負面調節細胞信號的雙向調節作用。

2 Lyn激酶在哮喘發病機制中的作用

哮喘的發病機制非常復雜，目前仍未完全闡明，其主要可概括為以下幾點[4]：①氣道炎癥機制；②氣道重塑；③免疫及變態反應機制；④Th1/Th2細胞的失衡機制[5]；⑤其他：如第二信使(cAMP/cGMP)失衡機制、基因遺傳因素等相關發病機制。此外，大量研究發現慢性氣道炎癥、氣道重塑與哮喘黏液高分泌有關。

2.1 氣道炎癥機制 哮喘是一種反復發作的慢性氣道炎癥性疾病，其氣道炎癥反應輕重直接影響哮喘患者病死率。目前認為哮喘發病機制的關鍵是氣道炎癥反應。哮喘是多種細胞、炎癥介質以及細胞因子引起的慢性氣道炎癥性疾病[6]。參與哮喘炎癥的細胞包括T淋巴細胞、MC、EOS、嗜堿性粒細胞、中性粒細胞、氣道上皮細胞等，此外參與氣道炎癥的有血小板激活因子、白三烯、前列腺素等炎癥介質，以及白介素(IL-4、IL-5、IL-12、IL-l3等)、GM-CSF及干擾素等細胞因子。Lyn激酶可通過Smad途徑、STAT途徑和Lyn/PI3K/Akt途徑等信號途徑來調節哮喘的炎癥、免疫變態反應[7]。研究表明PI3K/Akt信號通路對EOS、MC、中性粒細胞、淋巴細胞、巨噬細胞等細胞的活化和免疫反應起著重要作用，而在哮喘患者及哮喘動物模型中存在PI3K/Akt信號通路的活化異常[8]。EOS是引起哮喘患者氣道炎癥和氣道高反應的關鍵效應細胞，其凋亡異常使氣道EOS大量浸潤，導致氣道炎癥和氣道高反應性，從而參與哮喘發作。目前認為IL-5是參與EOS分化、成熟、活化和凋亡的關鍵細胞因子，參與反應原所致的EOS為主的氣道炎癥和氣道高反應性的發生和發展。Zhu等[9]研究表明在人EOS中，IL-5家族成員通過趨化因子誘導PI3K/Akt信號通路活化，而Lyn激酶有助于監管PI3K/Akt信號通路的酶聯反應，并參與增強EOS對過敏原的炎癥反應能力，研究認為Lyn激酶對IL-5誘導激活PI3K/Akt信號通路有重要作用。目前Lyn激酶在哮喘氣道炎癥中的作用越來越受到重視。

2.2 氣道重塑 哮喘是一種可逆性氣流受限的慢性氣道炎癥性疾病，但隨著病程的延長，絕大部分患者會出現氣道不可逆性縮窄和氣道重塑，這使哮喘癥狀更加難以控制，給哮喘治療帶來困難。早在20年前，氣道的損傷及重塑在哮喘氣道炎癥發生發展過程中的重要作用就已經被發現了[10]。Turato等[11]研究表明哮喘在早期階段就發生氣道重塑，這就表明在控制哮喘方面，抑制氣道重塑可發揮其重要作用。氣道重塑是哮喘的重要特征之一。氣道重塑病理學特點主要概括如下：支氣管上皮細胞改變、杯狀細胞的增生和高分泌、氣道平滑肌細胞灶性增生、上皮下基質纖維化以及血管再生[12]。Broide等[13]研究表明TGF-β對哮喘氣道重塑起著至關重要的作用，可以刺激成纖維細胞產生胞外基質蛋白(膠原蛋白、纖連蛋白)、抑制膠原蛋白酶產生、誘導成纖維細胞轉化為肌成纖維細胞、同時對氣道平滑肌細胞的增殖發揮著重要作用。Li等[14]表明目前Lyn激酶在慢性氣道重塑中的作用仍是不明確的，研究證明Lyn基因敲除鼠持續(8周)接觸屋塵螨提取物后，可以誘發出嚴重的慢性氣道重塑的表現，包括加劇了黏液產生、膠原蛋白沉積、細胞因子分泌和提高炎癥反應，此外研究表明在Lyn基因敲除鼠的肺組織，TGF-β3不僅抑制STAT6和Smad2/3的表達，還減少了磷酸化Smad2和NF-κB，研究認為Lyn激酶精密調控氣道重塑可能通過與TGF-β3的交互作用。因此，Lyn激酶可能對調控TGF-β3和調節氣道重構的發生發展起著重要作用。

2.3 黏液高分泌 目前認為，黏液高分泌可以導致氣道阻塞、感染增加和肺功能下降，其對嚴重哮喘發作的治療帶來了巨大困難。適量的黏液分泌可對開放性管狀器官的管腔起著重要的保護和潤滑作用。氣道的黏液產生過多、清除減少以及黏液栓的形成，被認為是重癥哮喘患者增加發病率和死亡率的主要原因。氣道黏液的主要成分有水、糖蛋白、脂質和無機鹽等。氣道黏液糖蛋白(也叫黏蛋白mucin，MUC)是產生氣道彈性與黏性的主要原因，氣道MUC是一種由氣道上皮杯狀細胞與黏膜下腺的黏液細胞合成分泌的糖苷化蛋白質。氣道MUC主要有MUC2、MUC4、MUC5AC以及MUC5B，其中MUC5AC主要由氣道上皮杯狀細胞分泌，MUC5B主要由黏膜下腺體分泌，目前認為輕-中度哮喘患者的氣道黏液主要富含MUC5AC，而致死性哮喘同時存在MUC5AC和MUC5B的高表達。Lyn基因敲除鼠增加了膠原蛋白I的產生和MUC5AC的表達，進一步調查顯示哮喘患者的Lyn激酶減少與氣道黏液高分泌有關[14]。Lyn激酶與下游的PI3K和Akt，可以形成Lyn/PI3K/Akt信號傳導途徑，參與哮喘的炎癥反應。Lim等[15]研究發現應用PI3K抑制劑如LY294002可以減輕氣道炎癥反應及降低氣道高反應性，PI3K基因敲除鼠的氣道炎癥反應和氣道重塑明顯減低。大量研究發現慢性氣道炎癥、氣道重塑與哮喘黏液高分泌有關，而黏液高分泌和杯狀細胞增生也是哮喘氣道重塑的主要特征之一。由此可見，Lyn激酶可通過直接或間接作用對氣道黏液高分泌起調節作用。

2.4 免疫及變態反應機制 變態反應是由于某種抗原的再次刺激機體后所引發的強烈的有害反應。免疫變態反應常導致功能紊亂，甚至嚴重的組織損傷。哮喘的發病與免疫變態反應有關，其中血清中總IgE和特異性IgE增高是過敏體質患者和哮喘患者的重要特征之一。Zhao等[16]研究發現哮喘和過敏性鼻炎擁有共同的病理學機制，其主要區別為上下氣道慢性炎癥的不同臨床癥狀。當過敏原首次刺激機體合成特異性IgE，并結合于MC和嗜堿性粒細胞表面后，當過敏原再次進入機體，可迅速作用于MC和嗜堿粒細胞表面，激活細胞釋放合成的多種炎癥遞質，進而作用于血管、神經末梢和黏膜下腺體，可引起機體產生變態反應，而在下呼吸道則表現為支氣管痙攣。在變態反應中，MC既是中間效應細胞，同時也是信號傳導細胞，他們在哮喘等過敏性疾病中的免疫病理反應起著關鍵作用，最近的研究強調了酪氨酸蛋白激酶Lyn和Fyn在MC信號轉導途徑中的作用，Lyn激酶基因敲除鼠的血清IgE水平升高、細胞表面的IgE受體親和性提高以及引起嗜酸性粒細胞增多癥[17]。Lyn激酶在MC反應中起著顯性負調節作用[18]。Lyn激酶基因敲除鼠的骨髓源性MC與多價抗原反應表達出更高的FcεRI，基因編碼的促炎癥細胞因子和趨化因子(IL-4、IL-6、IL-13、CSF、CCL1、CCL3等)在抗原刺激下，激活的Lyn基因缺乏MC中比在野生型細胞中有更高的基因表達，這些基因序列識別Lyn作為負性調節蛋白在抗原刺激骨髓源性MC的基因表達，它們連接的FcεRI信號及其反應通路異常最終可導致變態反應和哮喘[19]。

2.5 Th1/Th2細胞的失衡機制 Th細胞分為Thl細胞、Th2細胞等，正常人Th1占優勢，而哮喘患者Th2占優勢，Thl/Th2失衡是哮喘發病中的重要基礎。另外，Thl/Th 2失衡也是哮喘的重要發病機制之一[5]。目前認為哮喘是一種免疫失衡性疾病，其Thl型免疫反應異常減弱，而Th2型免疫反應異常增強[20]。大量研究表明Thl細胞和Th2細胞均為重要的效應細胞，同時發揮作用時又相互抑制。JAK/STAT途徑對機體免疫細胞活化、分化、細胞因子分泌及細胞增殖起著調節作用[21]。哮喘患者經反復的變應原刺激及炎性細胞因子的誘導，使STAT6持續活化和過度表達，反復刺激Th2細胞分化、增殖，使IL-4、IL-13等細胞因子優先表達，進而出現Th1/Th2細胞失衡，最終導致氣道炎癥及氣道高反應[7]。Lau等[22]研究表明，Lyn激酶基因敲除鼠容易發生嚴重持續的誘發型哮喘，研究也推斷出Lyn基因敲除鼠發生了STAT6突變，使Th2免疫從IL-4/IL-13受體復合體集成信號而發揮作用，結果表明Lyn激酶基因敲除鼠可以克服Th2免疫缺乏的影響。Charles等[23]表明Lyn激酶可抑制嗜堿性粒細胞中轉錄因子GATA-3的表達，從而調控Th2細胞分化的啟動和強度，另外研究發現Lyn激酶基因敲除鼠使正常的Th2細胞發生變異，同時不能使Th1細胞對病原菌產生的誘導作用起著相應的調節作用，研究也表明嗜堿性粒細胞通過Lyn激酶的表達來調控Th2細胞的分化和相關的功能。因此，Lyn激酶在Th1/Th2細胞失衡機制中起著重要作用。

3 展望

綜上所述，Lyn激酶與哮喘的發生發展有著密切關系，Lyn激酶缺乏可通過多種作用機制參與調控氣道炎癥、氣道高反應性及氣道重塑，最終出現嚴重的哮喘癥狀。近年來，Lyn激酶在哮喘發病機制中的作用逐漸引起人們的重視，這為哮喘的靶向治療提供了新的藥物靶點。目前Lyn激酶在哮喘發病中的具體作用機制及各機制間的交互作用尚未完全清楚，其研究仍然任重道遠。相信隨著Lyn激酶在哮喘發病中作用的深入研究，Lyn激酶調節劑將為哮喘的臨床治療提供新方向、開辟新道路。

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Role of Lyn kinase in the pathogenesis of bronchial asthma.

WEI Chong,LI Guo-ping.Southwest Medical University, Luzhou 646000,Sichuan,CHINA

Bronchial asthma is a chronic inflammatory disease of the airway,which is involved with many kinds of cells and cell components.The main characteristics of bronchial asthma are airway allergic inflammation and airway hyper reaction.With the extension of the course of the disease,the airway can be caused by irreversible airway constriction and airway remodeling.The pathogenesis of bronchial asthma has not been fully illustrated so far.The current study found that Lyn kinase in the pathogenesis of bronchial asthma has a positive and negative regulation of cellular signal transduction.In addition,Lyn kinase plays an important role in the intensity and duration of bronchial asthma attack.This paper reviews the role of Lyn kinase in the pathogenesis of bronchial asthma in recent years.

Bronchial asthma;Lyn kinase;Pathogenesis;Regulation

R562.2+5

A

1003—6350（2016）11—1827—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.11.034

2015-09-25)

國家自然科學基金(編號：81170032)

李國平。E-mail：lzlgp@163.com