IL-34與臨床疾病關系的研究進展

王月，莊麗維

（哈爾濱醫科大學附屬第四醫院 消化內科，黑龍江 哈爾濱 150001）

白細胞介素-34（Interleukin-34,IL-34）是近幾年發現的屬于白細胞介素家族的新促炎因子，其在人類脾臟、胸腺、肝、大腸、小腸、肺、心臟、前列腺、大腦、腎臟、睪丸、卵巢及皮膚中都有發現，由角質細胞、脾竇上皮細胞、滑膜成纖維細胞及神經元分泌，可刺激單核細胞和巨噬細胞的分化、增殖和存活，也可促進集落巨噬細胞釋放促炎細胞因子。筆者就IL-34 與臨床疾病的相關性研究進展作一綜述。

1 IL-34 的分子結構及生物活性

IL-34 是一種由241 個氨基酸組成的蛋白質，分子質量為39 kD。胚胎時期IL-34 mRNA 的表達較低，在E8.5 時才可檢測到，且隨胚胎發育而無變化。據報道，IL-34 存在兩種不同的異構體（異構體1 和異構體2），其由編碼谷氨酰胺81（Glutamine81,q81）的外顯子選擇性剪接而得，在人類、小鼠、大鼠及黑猩猩都呈高度保守序列，預計q81 的丟失將破壞鼠IL-34（mouseIL-34,muIL-34）四螺旋的第二大氨基酸末端，實驗證實muIL-34（-q81）的活性低于muIL-34（q81）[1]。兩種IL-34 亞型對巨噬細胞增殖有較高的半數有效濃度，但對集落刺激因子-1 受體（colony stimulating factor-1 receptor,CSF-1R）的親和 力較低，而CSF-1R 與兩種亞型較低的結合率相關。作為CSF-1R 的第二配體，IL-34 與CSF-1 沒有明顯的氨基酸序列同源性，其生物活性是通過與CSF-1R的相互作用而介導的：IL-34 能夠誘導CSF-1R 更大效應的激活，使其連接成為二聚體并磷酸化自身酪氨酸殘基，從而募集效應蛋白以及調控細胞活化。

2 IL-34 與相關疾病的關系

2.1 IL-34 與潰瘍性結腸炎的關系

ZWICKER 等[2]在右旋葡聚糖苷鈉誘導的潰瘍性結腸炎小鼠模型中發現IL-34 表達于腸上皮細胞，并和炎癥程度成正比，提示IL-34 為炎癥性腸病的新型調制器。IL-34 和CSF-1 在腸上皮細胞中的表達受腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）的影響，TNF-α 被證實通過降解緊密連接從而破壞腸上皮屏障[3-4]。TNF-α 通過核因子κB（nuclear factor-kappa B,NF-κB）通路調控腸道上皮細胞IL-34 的表達，阻斷NF-κB 途徑會導致結腸上皮細胞TNF-α 刺激IL-34 表達量的減少[5-7]。在試驗性結腸炎中，IL-34 在左側腸段表達量最高，而左側腸段中又以直腸中表達量最高，其次為乙狀結腸[8]。此外，FRANZè 等[9]認為巨噬細胞和樹突狀細胞的損耗加劇了隱窩及上皮組織病理學的惡化，IL-34 可以通過招募組織巨噬細胞來起到保護作用，與來源于單核細胞的促炎巨噬細胞相比，其對炎癥沒有應答反應，但可獨立于淋巴細胞和中性粒細胞，促進結腸上皮細胞的增殖以及存活。然而，IL-34 在潰瘍性結腸炎的參與機制仍然未知。

2.2 IL-34 與肝炎、肝硬化的關系

CHENG 等[10]證實IL-34 的降低可能與乙型肝炎病毒（the hepatitis B virus,HBV）的復制有關，是HBV 治療的潛在靶點。慢性丙型肝炎病毒感染高纖維化階段的患者血清中巨噬細胞集落刺激因子（macrophage colony-stimulating factor,M-CSF） 和IL-34 的水平高于低纖維化階段患者及健康受試者[11]。IL-34 可誘導單核細胞分化為促纖維化的巨噬細胞（以下簡稱M?），通過激活M? 的FAK 和ERK1/2 信號，促進細胞增殖和趨化遷移，從而觸發I 型膠原的合成。人IL-13 極化的M-CSF/IL-34-M? 和GM-CSF-M?有著明顯的區別，每種細胞都有部分小鼠M2a 細胞（即IL-13 極化的巨噬細胞）的特征，只有M-CSF/IL-34-M? 表現出促纖維化的表型，IL-34 是否也參與其他病因的肝纖維化和其他器官的纖維化仍有待探索。通過基因表達譜和生物信息學分析，已證實miR-28-5p的表達與肝癌細胞的轉移潛能呈負相關，IL-34 作為miR-28-5p 的直接靶點，由miR-28-5p 介導的調節腫瘤微環境的信號通路通過IL-34 調控巨噬細胞在腫瘤床上的順序再吸收和浸潤[12]。體內外研究表明，IL-34對肝癌生長和轉移的影響是通過腫瘤相關巨噬細胞的募集和浸潤來實現的，腫瘤相關巨噬細胞的促腫瘤作用包括促進血管生成和增強腫瘤細胞及巨噬細胞的增殖、遷移和侵襲，從而形成miR-28-5p-IL-34-巨噬細胞正反饋環，其在肝癌轉移中發揮重要作用[13-14]。miR-28-5p 聯合IL-34 及腫瘤相關巨噬細胞可作為肝癌根治性切除患者的一項新預后指標。

2.3 IL-34 與類風濕關節炎的關系

相關研究表明，類風濕關節炎（rheumatoid arthritis,RA）患者滑膜、血清及滑液中IL-34 的表達增加[7，15-17]。血清IL-34 表達水平與急性時相反應物或IL-6 水平有關，滑膜IL-34 表達與RA 滑膜炎的病理嚴重程度有關[15-17]。YANG 等[18]將RA 患者按28-節點疾病活動評分（28-joint disease activity score,DAS28）分為2 組：中、高疾病活動組（DAS28 ≥3.2）和低疾病活動組（DAS28＜3.2 分），結果如下：中、高疾病活動組患者的平均滑液IL-34 和microRNA 21（miR-21）的表達水平顯著高于低疾病活動組患者，且miR-21 與平均滑液IL-34 在中、高疾病活動組中的表達水平呈正相關，即上調的IL-34 以劑量依賴性的方式增強信號傳導及轉錄激活因子3 的活化，通過與CSF-1R 的結合增加miR-21 的表達，從而調節Bcl-2/Bax 比率的變化，有利于RA 中滑膜成纖維細胞的抗凋亡作用。CHEMEL等[19]證實骨形成蛋白-2（bone morphogenetic protein-2,BMP-2）和轉化生長因子-β1（transforming growth factor--β1,TGF-β1）兩種細胞因子能夠分別通過活化素受體樣激酶1 和活化素受體樣激酶5 通路抑制IL-34 基因的表達。多元回歸分析發現RA 患者血清IL-34 濃度與類風濕因子及抗環瓜氨酸抗體滴度有相關性，但與X 線損害程度和全身骨質疏松無相關性[16]。

2.4 IL-34 與糖尿病、肥胖的關系

肥胖婦女血清IL-34 濃度約為正常人的2 倍。胃旁路手術誘導的體重減輕后，血清IL-34 水平顯著降低。CHANG 等人[20]發現IL-34 mRNA 在皮下脂肪組織和內臟脂肪組織中都有表達，后者的表達水平是正常值的2 倍。在脂肪組織中，IL-34 mRNA 在基質/血管細胞中的表達略高于脂肪細胞，差異無統計學意義。此外，血清IL-34 不僅與肥胖參數（如BMI 和腹部脂肪面積）呈正相關，且還與胰島素抵抗和慢性炎癥密切相關[20]。數據顯示血清IL-34 與胰島素抵抗的參數穩態模型評估呈正相關[20]；在脂肪形成過程中，補充IL-34 可增加脂肪的積累，這也可能導致脂肪細胞肥大，最終導致胰島素抵抗。此外IL-34 還在人脂肪細胞中顯著抑制胰島素刺激的葡萄糖轉運，然而也必須要考慮到糖尿病患者的臨床狀況。ZORENA 等[21]認為與IL-34 對糖尿病并發癥發生發展風險的預測相比C-反應蛋白具有更大的辨識能力，但目前沒有研究可以確定IL-34 在2 型糖尿病患者發生長期并發癥的危險因素中的截斷值。此外，巨噬細胞-CM、TNF-α、IL-1β 釋放的典型促炎細胞因子，可顯著誘導脂肪細胞IL-34 的表達和分泌。雖然IL-34 是巨噬細胞增殖和分化的重要調節因子，但在巨噬細胞向脂肪組織的浸潤中還沒有發現IL-34 作用的證據。因此，仍需要獲得較大樣本的2 型糖尿病患者和高危人群的進一步調查研究，來深入了解IL-34 的炎癥潛能。

2.5 IL-34 與肺癌的關系

BAGHDADI 等[22]報道認為肺癌細胞產生的IL-34 是化療耐藥的驅動因子。肺癌細胞長期暴露于細胞毒劑后導致NF-κB 活化增強，從而誘導耐藥細胞中IL-34 的表達，進而促進單核細胞分化為M2 極化的巨噬細胞，這在腫瘤化療耐藥的發生發展中起到了至關重要的作用[6，22-24]。受化學耐藥細胞上清液刺激的巨噬細胞表現出C/EBPβ 磷酸化水平的增強，其由IL-34 誘導的CSF1R/AKT 信號通路激活介導，以保護腫瘤在化療條件下免受免疫攻擊、維持腫瘤微環境的穩態，由此提示IL-34 是未來治療策略中克服化療耐藥的有效靶點。

2.6 IL-34 與腎臟疾病的關系

BAEK 等[25]檢測到IL-34 可促進腎臟缺血-再灌注損傷后巨噬細胞介導的管狀上皮細胞的破壞；IL-34 在急性期管狀上皮細胞中表達上調，在慢性期持續升高，在對缺血-再灌注損傷最敏感的髓質中表達最高。IL-34 并不直接募集單核細胞，而是增加腎內炎癥，從而趨化循環髓樣細胞到發炎的腎臟。最近在大腦神經祖細胞和膠質細胞中發現了第2 個白細胞介素-34 受體蛋白質酪氨酸磷酸酶-ζ（proteintyrosine phosphatase-ζ,PTP-ζ），這可以解釋IL-34和CSF-1 的某些功能不同。腎內PTP-ζ 主要由管型上皮細胞表達并與IL-34 結合，并在腎缺血-再灌注損傷慢性期相比急性期表達更強。剖析ptp-ζ 在腎臟疾病中的作用可能是復雜的，因為這種受體通過多種配體的作用結合并發出信號，包括肝素結合生長因子、肝素結合細胞因子、細胞表面接觸蛋白及細胞外基質蛋白tenascin-R[26-29]。介于IL-34 和IL-34 受體在小鼠和人腎臟中的表達均被上調，可初步推測IL-34介導移植腎排斥反應和其他形式的腎損傷。大量實驗數據表明，靶向IL-34 在腎臟和循環中可能是一項抑制急性腎損傷和慢性腎臟疾病潛在的治療策略。

2.7 IL-34 與骨髓細胞的關系

WEI 和SELANDER 等[30-31]通過將IL-34置于CSF 1啟動子下，制備轉基因小鼠模型來比較CSF-1和IL-34 對髓系細胞的調節作用；其同BAUD'HUIN等[5]的體外培養均提示IL-34 由成骨細胞高表達，并在調節破骨發生中起著重要作用。IL-34 不能單獨誘導破骨細胞形成，需與RANKL 聯合才可以形成具有骨吸收活性的破骨細胞[32]。然而，由于缺乏有關小鼠和人類IL-34 蛋白相對組織豐度和循環水平的信息，很難推測其在這些方面的作用是否僅局限于小鼠。在癌癥中，IL-34 被發現通過促進血管生成和巨噬細胞的吸收從而促進骨肉瘤的腫瘤進展和轉移過程[33]。大量的實驗研究結果和數據將IL-34 的作用直接與骨生理學聯系起來，為潛在的臨床應用開辟了新的可能性。

2.8 IL-34 與其他疾病的關系

在干燥綜合征患者的唾液腺和冠狀動脈粥樣硬化性心臟病患者的循環中，IL-34 的表達上調[34-35]。強直性脊柱炎患者血清IL-34 與其炎癥性背痛有關，其基線水平可作為X 線檢查的預后因素[36]。YU 等[37]報告稱IL-34 在甲型流感病毒感染患者中升高，并可在炎癥級聯中由IL-22 誘導。耳部IL-34 的表達受深皮巨噬細胞和表皮朗格漢斯細胞CSF-1 介導的信號通路的控制，這些細胞直接合成IL-34 或誘導其他細胞以旁分泌的方式合成IL-34[38-40]。

3 展望

作為重要的促炎因子，IL-34 廣泛參與抗體分泌、γ-干擾素的產生、細胞增殖及分化等多種生物學過程。隨著IL-34 在常見疾病研究中不斷展開，使得IL-34日益成為人們研究的熱點，因此更加深入的探究IL-34 在疾病中的功能和作用機制，將為多種疾病尤其是炎癥疾病的治療提供扎實的理論基礎和新的 靶點。