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神经肽FF与炎症的关系及其作用机制综述

更新时间:2020-07-08 08:38点击:

    [摘要]神经肽FF作为具有多重生理活性的肽类小分子物质,在生物体内发挥着多种生理功能。最新研究证实,神经肽F对于炎症具有-定的调节作用,在炎症领域的研究主要集中在生物活性和细胞信号通路方面,在炎症介质相关作用机制以及更为深入的研究方面报道较少。文章综述近年来神经肽FF与炎症的相关研究重点从实验动物水平、细胞水平,以及信号通路机制水平等层面进行介绍。
 
    [关键词]神经肽 FF;NFF 受体;炎症;综述
 
 神经肽 FF(neuropeptide FF,NPFF)属于哺乳动物类酰胺化神经肽,最初从牛脑中分离出来,并且表现出高度保守性[1].NPFF 主要分布于中枢以及外周神经系统,下丘脑部位含量最高。2000年,Bonini 等[2]首次分离出 NPFF 最重要的 2 个受体基因,NPFF1 受体和 NPFF2 受体。其中 NPFF1 受体主要分布于下丘脑束旁核上,NPFF2 受体分布于下丘脑外侧区以及脊髓[3].近些年来,研究人员证实了NPFF具有多种生理功能,包括阿片调控,痛觉、摄食、心血管作用调节,以及抗炎作用等[4-7].
 
  本文就 NPFF 在炎症方面及相应作用机制研究的最新进展作一综述。
 
  1 NPFF 与炎症关系的研究现状
 
  1977 年,Price 等[8]从软体动物神经中枢中分离出一种具有心脏兴奋作用的四肽 FMRF-NH2,随后研究人员发现,在哺乳动物神经中枢中也存在对 FMRF-NH2 抗血清有免疫反应的物质;但鉴定结果显示,该物质并不属于 FMRF-NH2 肽家族,而是属于一类命名为RF-NH2的新的肽类家族[9].
 
  1985 年,Yang 等[1]从牛脑中分离出来 2 种具有RF-NH2 免疫原性的肽类物质,分别为 NPFF 和神经肽 AF(neuropeptide AF,NPAF)。目前,关于 NPFF 与炎症相关性研究主要集中于炎症状态下NPFF 受体在炎症细胞上的表达,以及 NPFF 参与不同细胞信号通路中的相互作用关系。
 
  1.1 实验动物水平上的相关研究 2011 年,Wang等[10]报道了在小鼠急性神经炎症模型上,侧脑室注射 NPFF 受体特异性拮抗剂 RF9 可阻断脂多糖(lipopolusaccharide,LPS)引起的发热炎症,表明NPFF 受体参与 LPS 引起的中枢神经炎症反应过程。
 
  但有趣的是 NPFF 不能减弱 LPS 引起的发热炎症,甚至高剂量的 NPFF 也不能减弱这种炎症反应,表明 NPFF 具有调节免疫系统炎症的作用,在炎症的产生以及发展过程中具有一定的调控作用,但尚未报道其作用机制。2013 年,Sun 等[7]
利用小鼠急性非特异性炎症模型评价 NPFF 的抗炎活性水平,研究结果显示,NPFF 能够有效降低小鼠的致炎性足肿,具有抗炎作用。NPFF 不能减轻 LPS 引起的发热炎症,却能够降低炎性足肿,对于这种双向调节作用,目前其作用机制尚不明确,有待进一步研究和发现。值得一提的是,在小鼠炎症初期,NPFF 的抗炎活性接近于临床抗炎药物地塞米松。
 
  1.2 细胞水平上的相关研究1.2.1 NPFF 对巨噬细胞增殖的调控 众所周知,巨噬细胞在炎症发生过程中具有重要的作用。Sun等[11]发现,在小鼠腹腔巨噬细胞系 RAW264.7 和小鼠原代腹腔巨噬细胞上,都有 NPFF2 受体的天然表达,并且 NPFF 可浓度依赖性地促进炎症巨噬细胞的增殖;研究还发现,NPFF 对巨噬细胞的增殖作用亦可被 NPFF2 受体特异性拮抗剂 RF9 所阻断。这表明 NPFF 对于巨噬细胞的促增殖是通过NPFF2 受体发挥作用的,在某种程度上也证明了NPFF 属于生长调节肽。
 
  1.2.2 NPFF 下调巨噬细胞内一氧化氮(NO)的含量 NO 作为一种重要的炎症介质,在炎症过程中其含量会显着增高[12].NO 的产生是由一氧化氮合酶(NOS)催化 L- 精氨酸与氧发生反应而来,目前已知的 NOS 包括 3 种亚型,神经型 NOS(nNOS)、诱导型 NOS(iNOS)和内皮型 NOS(eNOS),其中与炎症以及免疫应答最为相关的是 iNOS.有多项研究表明,在离体组织和动物整体水平中,NOS 参与 NPFF 系统的各种生理功能。
 
  Sun 等[11]通过利用 LPS 刺激模拟炎症状态的巨噬细胞,检测 NPFF 对巨噬细胞内 NO 含量水平的影响,结果显示,NPFF 可以抑制炎症状态下细胞内NO 含量升高,从而抑制炎症反应。随后研究人员发现,NPFF2 受体拮抗剂 RF9 可以完全阻断 NPFF对 NO 释放浓度的降低作用,表明 NPFF 是通过位于巨噬细胞表面的 NPFF2 受体发挥抑制 NO 释放浓度的作用。另外,iNOS 可以抑制 NPFF 降低NO 浓度的作用,表明 NPFF 对炎症细胞 NO 释放的调节也有可能是通过 iNOS 发挥作用的。NPFF既可以促进炎症状态下巨噬细胞的增殖,又表现出对细胞内炎性介质 NO 释放浓度的降低,这种双向调节作用与之前 NPFF 在动物实验中对炎症反应调节的特征相一致,但具体作用机制尚未有报道。
 
  2 NPFF 调节炎症反应的信号通路
 
  2.1 丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated pro-tein kinase,MAPK)信号通路 MAPK 是一类高度保守的蛋白家族,并且该类蛋白家族对于传递细胞内外信号具有重要作用。MAPK 蛋白家族成员之间存在多种信号交流,且形成一系列相互交错的复杂信号网络。MAPK 信号通路过程是从细胞浆到细胞核,有多种激酶和通路活化参与其中,并且各级激酶之间也存在交汇作用。p38 和 JNK 作为 MAPK 主要成员,被促炎因子和各种应激刺激所激活,在调节炎症反应、细胞凋亡以及神经退行性改变中发挥重要作用。另外,ERK 作为 MAPK家族的另一重要成员,具有调节细胞生长、迁移、痛觉传递、炎症反应等作用[13].关于 NPFF 与炎症之间在信号通路中的相互作用关系,2006 年有研究人员发现,在大鼠 NPFF1 受体重组细胞上,NPFF 可以激活由 NPFF1 受体介导的 p38 和 JNK信号通路,但不会直接激活 ERK 信号通路[14].
  
  随后的研究发现,在可天然表达 NPFF1 受体和NPFF2 受体的神经细胞 SK-N-SH 上,通过激活NPFF2 受体可以激活 ERK 信号通路[15].这种现象可能与细胞内激酶的不同亚型有关,也提示有可能存在新的信号通路甚至新的信号节点。最近,研究人员证实了 NPFF 对 ERK 信号通路的激活是通过蛋白激酶 A(protein kinase A,PKA)以及 NOS介导的[16].
 
  2.2 核转录因子(nuclear factor of kappa B,NF-κB)信号通路 NF-κB 信号通路家族包含 5 个成员,p50(NF-κB1)、p52(NF-κB2)、p65(RelA)、c-Rel 和 RelB.NF-κB 信号通路在炎症过程中广泛存在,多种外界刺激以及激酶均可通过蛋白酶体途径活化 NF-κB,使其进入核内进行调控基因转录。
 
  在炎症早期,白细胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-6、IL-10、IL-17、肿瘤坏死因子 -α(tumor ne-crosis factor-α,TNF-α)等炎症因子都可激活 p38 和ERK 信号通路,随后活化 NF-κB,启动相应基因转录表达[17].NF-κB 在不同疾病炎症部位都有很高的活化程度,例如在类风湿关节炎患者体内,NF-κB 可在其炎症滑膜组织内呈现过度表达;幽门螺杆菌相关性胃炎患者体内的胃上皮细胞中也可出现NF-κB活性的显着增强[18-19].2012年,Sun等[16]发现,NPFF 在激活 dSH-SY5Y 细胞膜上的 NPFF2受体后,通过 NOS 系统作用分别时间依赖和浓度依赖地激活以 p65 为主的 NF-κB 信号通路。另外,该小组研究了 NPFF 所激活的 ERK 信号通路和NF-κB 信号通路之间可能存在的关系,研究显示,NPFF 对 NF-κB 信号通路的激活是不依赖 ERK 信号通路的,ERK 信号通路抑制剂并不能抑制 NPFF对 NF-κB 信号通路的激活,也就是说,NPFF 在参与炎症信号通路的过程中,ERK 和 NF-κB 信号通路是分别进入细胞核实现进一步信号传导的。
 
  3 结 语
 
  NPFF 作为具有多重炎性生理活性的肽类小分子物质,将逐步成为炎症相关领域研究的焦点。
 
  在实验动物水平上,NPFF 已经被证实具有体内抗炎活性;在细胞水平上,NPFF 可浓度依赖性地促进巨噬细胞的增殖,但又表现出对细胞内炎性介质 NO 释放浓度的降低,这种双重调节作用相关机制未见报道;在细胞信号通路水平上,NPFF 激活细胞表面的 NPFF2 受体,通过 NOS 系统参与激活ERK 和 NF-κB 信号通路,进而发挥调节炎症的作用。研究证实了多种细胞炎性因子参与炎症反应,IL-17 主要表达于激活的 CD4+的 T 淋巴细胞中,位于炎症网络中心位置,在炎症反应过程中可与其他炎性因子相互作用。比如,IL-32 与 IL-17 在炎症过程中相互作用,可诱导类似的下游炎症反应,促使 TNF-α 和 IL-1β 诱导的炎症反应。目前,关于NPFF 与细胞炎性因子的研究尚未见报道,对于这些与炎症密切相关的细胞炎性因子的检测,将有助于研究人员对 NPFF 在炎症调控方面具有更为客观的评价。随着 NPFF 在炎症方面生理活性的发现以及相应作用机制的深入研究,对于不同细胞炎性因子、不同细胞信号通路在不同的细胞以及炎症状态下所表现出的复杂性,更为客观的炎症指标的检测以及精细的相互作用与调控机制将会是今后研究的重要方向。

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