來源??TMR Publishing Group

? 作者??Traditional Medicine Research 編輯部??

近年來研究發(fā)現(xiàn)，COPD患者糖皮質(zhì)激素抵抗與氣道上皮細(xì)胞GR亞型及表達密切相關(guān)。當(dāng)GR-α表達下調(diào)或GR-β表達上調(diào)時，激素的抗炎作用明顯減弱，反之則增強；過度激活磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）信號通路，p38 MAPK信號通路，而IFN-γ/Janus激酶/信號轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)錄激活子（STAT）信號通路也可引起糖皮質(zhì)激素抵抗。這些信號通路要么磷酸化或硝酸鹽組蛋白去乙?；福℉DAC）2，要么調(diào)節(jié)GR的表達，導(dǎo)致對糖皮質(zhì)激素的顯著不敏感。核轉(zhuǎn)錄因子-κB（Nuclear transcription factor-κB，NF-κB）是細(xì)胞炎癥反應(yīng)的開關(guān)，在COPD相關(guān)糖皮質(zhì)激素抵抗中常常失控等。

圖1 慢性阻塞性肺病糖皮質(zhì)激素抵抗機制

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? GR和COPD相關(guān)糖皮質(zhì)激素抵抗

GRs的表達和活性對糖皮質(zhì)激素介導(dǎo)的抗炎功能至關(guān)重要。當(dāng)糖皮質(zhì)激素與GRs結(jié)合時，熱休克蛋白90被釋放，促進糖皮質(zhì)激素GR復(fù)合物的核移位，該復(fù)合物與GRE結(jié)合并激活相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子，從而起到抗炎作用。GR有兩種亞型，即GR-α和GR-β。GR-α主要集中在細(xì)胞質(zhì)中。當(dāng)被激活時，GR-α可以通過招募HDAC2和抑制NF-κB/組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物的形成形成復(fù)合物，從而發(fā)揮抗炎作用等。

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? 信號通路與COPD相關(guān)糖皮質(zhì)激素抵抗

? PI3K/AKT信號通路與COPD相關(guān)糖皮質(zhì)激素抵抗

PI3K/AKT信號通路通過調(diào)節(jié)炎癥介質(zhì)的釋放，激活炎癥細(xì)胞，在氣道重塑中發(fā)揮重要作用。近年來，PI3K/AKT信號通路在COPD炎癥機制、糖皮質(zhì)激素抵抗和抗炎治療中的作用已被廣泛研究。探索不同的信號分子如何干預(yù)PI3K/AKT信號通路來預(yù)防和控制COPD的發(fā)生和發(fā)展是一個重要的研究熱點。

PI3K是一個催化3-OH磷酸肌醇磷酸化的蛋白質(zhì)家族，可分為三類，其中研究最廣泛的是Ⅰ型。AKT是PI3K信號通路中的一個關(guān)鍵信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。COPD患者存在大量的氧化應(yīng)激產(chǎn)物。PI3K被超氧陰離子、羥基自由基和氧化應(yīng)激產(chǎn)物激活，然后產(chǎn)生第二信使磷脂酰肌醇-3,4,5三磷酸。磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸與細(xì)胞內(nèi)信號蛋白AKT和含有PH結(jié)構(gòu)域的磷脂酰激酶依賴性激酶1結(jié)合，促使磷脂酰激酶依賴性激酶1磷酸化AKT蛋白Thr308并最終導(dǎo)致AKT活化。活化的AKT通過磷酸化激活下游靶蛋白，如NF-κB和半胱天冬酶，調(diào)節(jié)促炎因子的增殖、分化、凋亡和遷移。

? p38mapk信號通路與COPD相關(guān)糖皮質(zhì)激素抵抗

據(jù)報道，與健康吸煙者相比，COPD患者外周血單個核細(xì)胞基礎(chǔ)和脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的CXCL8和p38mapk水平更高。LPS誘導(dǎo)的IL-8和IL-6的產(chǎn)生對地塞米松的抑制作用更具抵抗力。GW856553是一種選擇性p38 MAPK抑制劑，通過阻止GR上絲氨酸211的磷酸化，逆轉(zhuǎn)地塞米松對LPS誘導(dǎo)的慢性阻塞性肺病中CXCL8和IL-6釋放的抗炎作用。這些發(fā)現(xiàn)表明，p38 MAPK誘導(dǎo)的GR磷酸化可能有助于慢性阻塞性肺病的糖皮質(zhì)激素抵抗。

? IFN-γ/JAK/STAT信號通路與COPD相關(guān)糖皮質(zhì)激素抵抗

一項研究表明，與健康人相比，慢性阻塞性肺病患者的IFN-γ水平升高。此外，IFN-γ可增強LPS對COPD肺泡巨噬細(xì)胞IL-6和TNF-α產(chǎn)生的影響，增加toll樣受體2和toll樣受體4的表達。所有組的細(xì)胞因子誘導(dǎo)和IFN-γ激活STAT1均對地塞米松不敏感。抑制JAK和STAT1可逆轉(zhuǎn)所有這些IFN-γ效應(yīng)。這些結(jié)果表明，IFN-γ誘導(dǎo)的STAT1信號參與COPD AMs的糖皮質(zhì)激素抵抗，而JAK抑制劑靶向IFN-γ信號可恢復(fù)地塞米松的抗炎作用。

總之，PI3K/AKT信號通路的激活是COPD類固醇抵抗的關(guān)鍵。PI3K/AKT信號可降低GR的表達，而p38mapk信號可通過磷酸化Ser211處的GR而影響GR的核轉(zhuǎn)位。IFN-γ信號通過激活STAT磷酸化增加類固醇抵抗。此外，PI3K信號可通過激活和增強氧化應(yīng)激來抑制HDAC2水平，從而加重COPD患者的激素抵抗。

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? HDAC和COPD相關(guān)糖皮質(zhì)激素抵抗

HDAC是體內(nèi)一種炎癥基因調(diào)節(jié)酶，共同維持細(xì)胞核內(nèi)組蛋白乙?；腿ヒ阴；膭討B(tài)平衡，在炎癥基因的轉(zhuǎn)錄和沉默中起關(guān)鍵作用。組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶水平升高或HDAC水平降低已被證明顯著上調(diào)炎癥基因表達。除了與受體形成復(fù)合物并將其轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核外，糖皮質(zhì)激素還需要在特定區(qū)域招募HDAC發(fā)揮作用。如果HDAC表達降低，糖皮質(zhì)激素的抗炎作用就會顯著降低或產(chǎn)生耐藥性。

近年來，一些研究發(fā)現(xiàn)HDAC2與COPD相關(guān)的糖皮質(zhì)激素抵抗密切相關(guān)。Kazuhiro揭示慢性阻塞性肺病患者肺組織中HDAC活性分級降低，IL-8信使RNA和組蛋白-4乙?；黾?，HDAC的降低與慢性阻塞性肺病的臨床分期相關(guān)。慢性阻塞性肺病患者肺組織中HDACs表達的降低是選擇性的，HDAC2顯著降低，但其他HDACs如HDAC5和HDAC8則較少降低或正常。

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? NF-κB和COPD相關(guān)的糖皮質(zhì)激素抵抗

NF-κB在免疫應(yīng)答、炎癥和腫瘤發(fā)展中起著重要作用，因此被認(rèn)為是調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、預(yù)防和治療腫瘤和炎癥的理想靶點。已有研究表明，NF-κB可上調(diào)COPD患者氣道炎癥基因IL-1、IL-6、CXCL8（IL-8）和一氧化氮合酶-2的表達。NF-κB也是一個關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子，有助于增加粘蛋白的合成。因此，NF-κB是氣道上皮炎性細(xì)胞因子和粘蛋白水平升高的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。

多項研究表明，COPD患者肺巨噬細(xì)胞和外周血單核細(xì)胞PI3K和AKT磷酸化表達水平顯著增強，NF-κB、IL-6、IL-8和TNF-α水平顯著升高。相反，HDAC2的表達和活性顯著降低。體外和體內(nèi)實驗結(jié)果證實，通過抑制氧化應(yīng)激下的炎癥反應(yīng)，從而阻斷或清除PI3K，HDAC2活性和糖皮質(zhì)激素的療效可以顯著提高。進一步的研究表明，氧化應(yīng)激是COPD相關(guān)糖皮質(zhì)激素抵抗的關(guān)鍵機制，通過激活PI3K/AKT信號和下調(diào)HDAC2（圖2）。

圖2 COPD相關(guān)糖皮質(zhì)激素抵抗的氧化應(yīng)激機制

注：COPD，慢性阻塞性肺疾??；PI3K，磷脂酰肌醇-3-激酶；NF-κB，核轉(zhuǎn)錄因子-κB；HAT，組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶；HDAC2，組蛋白去乙?；?；GRE，糖皮質(zhì)激素反應(yīng)元件；IL，白細(xì)胞介素；TNF，腫瘤壞死因子；AKT，蛋白激酶B；

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? 外顯子體和COPD相關(guān)糖皮質(zhì)激素抵抗

外顯子體是一個40-100nm膽紅素納米膜囊泡，主要由蛋白質(zhì)、RNA（miRNA、lncRNA和circRNA）、DNA和少量脂質(zhì)分子組成。肺外小體來源于不同類型的細(xì)胞，其中支氣管上皮細(xì)胞和AM是主要來源。體外研究表明，IL-13刺激支氣管上皮細(xì)胞分泌的外泌體可促進單核細(xì)胞增殖。在COPD中，巨噬細(xì)胞的數(shù)量顯著增加。

肺泡巨噬細(xì)胞源性外顯體可抑制IFN-γ誘導(dǎo)的細(xì)胞因子信號蛋白的轉(zhuǎn)運和信號傳感器的轉(zhuǎn)錄和翻譯，提示巨噬細(xì)胞源性外顯體在慢性氣道炎癥中起重要作用。研究表明，外顯體是細(xì)胞間信號傳遞的重要介質(zhì)，通過將細(xì)胞質(zhì)中的生物活性物質(zhì)轉(zhuǎn)運到靶細(xì)胞，介導(dǎo)細(xì)胞間的信息交換，在COPD的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用。例如，Kristopher揭示了來源于活化的多形核白細(xì)胞的外體可以分別通過整合素Mac-1和中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶結(jié)合和降解細(xì)胞外基質(zhì)，從而導(dǎo)致COPD的形成。

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?儲存在外顯體中的MicroRNA和COPD相關(guān)糖皮質(zhì)激素抵抗

MicroRNA是一類長度約為22個核苷酸的非編碼RNA，其主要作用是通過與靶基因mRNA結(jié)合在轉(zhuǎn)錄后水平負(fù)調(diào)控基因表達。研究表明，miRNAs與COPD有著密切的關(guān)系。吸煙可導(dǎo)致COPD患者AM和支氣管氣道上皮細(xì)胞miRNA表達的顯著變化。例如，Graff等人比較了吸煙者和非吸煙者AM中miRNA的表達，發(fā)現(xiàn)吸煙者AM中11個miRNA的表達增加，包括miRNA-132和miRNA-139，而43個miRNA的表達減少，包括miRNA-452和miRNA129-3P。與輕度吸煙者相比，有重度吸煙史的個體的miRNA表達水平變化更大，表明miRNA差異表達與吸煙史之間存在相關(guān)性。Heliot等人還報道，與不吸煙者相比，吸煙者支氣管肺泡灌洗液中的外體miRNA-21水平升高，而let-7e和let-7g水平降低。

圖3 外顯體和miRNA在COPD相關(guān)糖皮質(zhì)激素抵抗中的潛在機制

注：COPD，慢性阻塞性肺疾??；HAT，組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶；HDAC2，組蛋白去乙酰化酶2；TNF，腫瘤壞死因子；IL，白細(xì)胞介素；PI3K，磷脂酰肌醇-3-激酶；AKT，蛋白激酶B。

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? COPD糖皮質(zhì)激素抵抗模型的建立方法

糖皮質(zhì)激素抵抗是慢性阻塞性肺病的主要原因，與疾病嚴(yán)重程度和肺功能呈正相關(guān)。目前，還沒有建立COPD糖皮質(zhì)激素抵抗模型的特殊方案。在文獻報道中，COPD相關(guān)的糖皮質(zhì)激素抵抗模型通常采用一種常見的COPD模型。體外建立模型最常用的方法是將小鼠連續(xù)暴露于雪茄煙中或與LPS氣管滴注相結(jié)合；在體內(nèi)模型中，研究人員經(jīng)常將COPD患者的PBMC或氣道上皮細(xì)胞暴露于雪茄煙提取物中，以制備糖皮質(zhì)激素抵抗模型。例如，Marwick等人通過連續(xù)三天將小鼠暴露于雪茄煙（5×1 R3F雪茄/天）中，在體內(nèi)建立了糖皮質(zhì)激素抵抗模型。

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? COPD患者糖皮質(zhì)激素抵抗的治療方法

研究表明，克拉霉素、紅霉素、氨茶堿、磷酸二酯酶3/磷酸二酯酶4抑制劑（羅氟米司特）、噻托溴銨、羧斯坦、孕酮和泛素特異性肽酶17在體外實驗中通過調(diào)節(jié)GR活性或亞型，或抑制糖皮質(zhì)激素敏感性，具有恢復(fù)糖皮質(zhì)激素敏感性的作用PI3K/AKT信號通路，或增加HDAC2的表達。

雖然有許多藥物發(fā)現(xiàn)的努力，以確定新的治療方法，以恢復(fù)慢性阻塞性肺病的實驗?zāi)Ｐ?，很少有臨床藥物試驗旨在發(fā)展這方面的治療。然而，許多藥物，如氨茶堿，在慢性阻塞性肺病模型中顯示出GR逆轉(zhuǎn)作用。最近的一項隨機臨床試驗表明，與單純皮質(zhì)類固醇治療相比，在吸入皮質(zhì)類固醇中添加茶堿并不能減少COPD惡化的次數(shù)和改善健康狀況，改良醫(yī)學(xué)研究委員會、呼吸困難評分和COPD評估試驗。而且，長期使用上述藥物還需要克服相關(guān)的不良反應(yīng)。

中醫(yī)藥通過減輕氣道炎癥、改善臨床癥狀和質(zhì)量被認(rèn)為對慢性阻塞性肺病有明確的治療作用。糖皮質(zhì)激素和中藥的聯(lián)合應(yīng)用不僅提高了療效，而且減少了糖皮質(zhì)激素的副作用，如骨質(zhì)疏松癥和脂肪代謝紊亂。最近的研究表明，中藥或中藥提取物可以調(diào)節(jié)慢性阻塞性肺病模型中GR、p38 MAPK信號、HDAC2和NF-κB的表達，從而逆轉(zhuǎn)糖皮質(zhì)激素抵抗。

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這篇評綜述表明：中藥逆轉(zhuǎn)糖皮質(zhì)激素抵抗主要通過調(diào)節(jié)糖皮質(zhì)激素受體、p38絲裂原活化蛋白激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、組蛋白脫乙酰酶2和核轉(zhuǎn)錄因子-κB在慢性阻塞性肺病模型中的表達。

未來的研究建議評價中醫(yī)對慢性阻塞性肺疾病相關(guān)糖皮質(zhì)激素抵抗的理解與外來體、microRNA和其他信號通路的關(guān)系。

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引用格式

Yu W, Zhou PC.?Research advances concerning the mechanism of glucocorticoid resistance in relation to traditional Chinese medicine for patients with chronic obstructive pulmonary disease.?Tradit Med Res. 2021;6(5):46. doi:10.12032/TMR20210224221

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