大麻素2型受体在免疫调节中的作用*

李　平，　李　熳，　陈惠君，　高　芳△

1武汉市东西湖区人民医院，武汉　4300402华中科技大学同济医学院基础医学院神经生物学系，武汉　430030



大麻素2型受体在免疫调节中的作用*

李平1，李熳2，陈惠君1，高芳2△

1武汉市东西湖区人民医院，武汉4300402华中科技大学同济医学院基础医学院神经生物学系，武汉430030

大麻素；CB2受体；免疫

大麻(Cannabis)是一种古老的药用植物，早在公元前3世纪，我国便有利用大麻缓解疼痛的记录，古印度对大麻的使用更是可以追溯到3 000年前。大麻的活性化合物是大麻素(Cannabinoids)，又称大麻类物质，是从印度大麻(Cannabissativa)里发现的一组萜酚类化合物。已鉴定的大麻类物质有80多种，其中以Δ9-四氢大麻酚(Δ9-tetrahydrocannabinol，Δ9-THC)为主。但直到20世纪90年代初，人们发现并克隆出了大麻素受体，才得以解释为什么人体可以对大麻提取物产生反应，并由此进一步发现内源性大麻素系统，包括内源性大麻素及其受体和代谢酶。

1　大麻素2型受体

目前已知的大麻素受体主要有2种，大麻素1型受体(CB1受体)和2型受体(CB2受体)。CB1受体广泛分布在整个大脑区域，尤其是额叶皮质、感觉和运动区、脑桥、延髓和边缘系统[1]，多定位于神经末梢突触前膜，调节神经递质的释放，如多巴胺和γ-氨基丁酸，参与记忆、认知、运动控制的调节。激活CB1受体后能够缓解疼痛，并减少脊髓损伤或多发性硬化疾病过程中的伴随症状，但会带来一些中枢神经系统的副作用，比如：过度镇静，体温低下，血压过低，肢体僵硬等；而激活CB2受体后则不会引起这些中枢副作用[2]。因此，为避免或减少中枢副作用的产生，CB2受体成为备受关注的药物靶点。

CB2受体于1992年从人类骨髓细胞分离[3]，在此之后，CB2又在其他物种，如鼠、牛和斑马鱼中被鉴定出来。CB2受体基因分别位于人类1号染色体和小鼠4号染色体上，小鼠CB2受体基因没有内含子，而人类CB2受体基因已经报道的有2个剪接变体[4]。人类CB2受体中较长的剪接体由外显子1a、1b和外显子3组成，主要是在睾丸中表达(比脾脏或白细胞中的表达高100倍以上)，在大脑的不同区域也发现该剪接体的表达；CB2受体较短的剪接体包括外显子2和外显子3，主要表达在脾脏和白细胞中，与大脑中的表达相比分别高出100倍和30倍[4]。

外周免疫细胞中高表达CB2受体，表达水平依次为B细胞>自然杀伤细胞>中性粒细胞>单核细胞>CD8淋巴细胞>CD4淋巴细胞[5-6]。CB2受体的表达水平取决于细胞的激活状态以及刺激的类型，例如LPS刺激脾细胞会导致CB2受体mRNA表达下降，而与CD40共同刺激则会导致CB2受体mRNA表达增加[7]。近年来还发现CB2受体在大脑的特定区域低水平表达，但主要表达在小胶质细胞和一小部分神经元中[8-9]，且只在受到损伤时表达量增多。

2　CB2受体介导的免疫调节作用

动物实验研究表明大麻类物质发挥它们的免疫调节功能主要通过以下4个方面的作用：①诱导细胞凋亡；②抑制细胞增殖；③抑制促炎细胞因子/趋化因子的产生，促进抗炎细胞因子的产生；④诱导调节性T细胞的产生[10]。有研究表明，大麻素THC可抑制培养的人淋巴细胞的增殖[11]并诱导小鼠巨噬细胞和T细胞的凋亡[12]。McKallip和他的同事们发现[13]，THC对未分化淋巴细胞的影响显著大于对激活的淋巴细胞的影响；活化的淋巴细胞中CB2表达减少；这正好可以解释活化的淋巴细胞对THC敏感性下降这一现象。CB2受体激动剂JWH-015可浓度依赖性地抑制T细胞和B细胞的增殖，并诱导脾细胞和胸腺细胞的凋亡[10]。

3　CB2受体的信号转导

CB2受体是G蛋白偶联受体，一般认为CB2受体与CB1受体一样与Gi/o蛋白偶联。有研究表明，CB1受体既能与Gs蛋白偶联，通过激活腺苷酸环化酶AC，促进细胞内cAMP含量的升高，也可以与Gi/o蛋白偶联，通过激活ERK1/2通路，促进细胞内钙离子的动员，从而介导下游信号通路的传导；通过将人CB1受体的胞内环置换，发现CB1受体的胞内第2个环介导着其与Gs及Gi/o蛋白偶联的转换；该作者还认为，CB2受体只能通过与Gi/o蛋白偶联抑制细胞内cAMP含量[14]，这个过程会导致蛋白酶PKA活性降低，进而减少了转录因子与CRE序列的结合，抑制基因的表达。

最新研究表明，CB2受体活化后，可通过激活Gi/o释放其βγ亚单位，激活MAPK通路，促进细胞内Ca2+浓度的升高，促进β-内啡肽的释放，从而产生消炎镇痛的作用[15]。

CB2受体可以通过MAPK通路的3个组成部分，即ERK、JNK和p38进行信号转导[16]，但这一过程中CB2受体的激活和抑制依赖于细胞种类、细胞分化状态以及MAPK信号通路的共同调节分子[17]。CB2受体激动剂通过降低CXCR4的活化，介导G蛋白的活性和MAPK磷酸化作用。Gertsch等[18]发现LPS诱导的单核细胞中肿瘤坏死因子(TNF-α)和白细胞介素-1β产生增加，并导致p38和JNK1/2的快速磷酸化，而加入CB2受体激动剂(E)-β-石竹烯(E-BCP)可阻断这些作用。

CB2受体是否参与调节离子通道这一问题一直存在争议。1995年费尔德和他的同事[19]认为CB2受体不参与调节钾离子或高电压钙离子通道，而越来越多的最新文献表明，CB2受体激动剂确实参与调节这些离子通道；认为出现之前的研究结果是由于对配体的功能选择性使用所造成的[8]。

CB2受体还会影响其它的信号通路，包括激活磷脂酶C(PLC)——导致钙离子的释放[20]；调节小G蛋白(包括Rho、Rac和cdc42)[21]；通过磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K)/Akt通路激活JNK[8]。在人类脐静脉内皮细胞中，CB2受体可以通过PI3K信号通路磷酸化p44/42MAPK和PKB/Akt[22]。

4　CB2受体在外周组织和中枢神经系统中的作用

4.1CB2受体在外周组织炎症中的作用

人们对CB2受体激活所诱导的免疫调节机制(包括体内和体外)进行了很多研究，但仍然有很多问题没有得到解答。研究表明，CB2受体参与了很多疾病模型炎症反应过程中的免疫调节作用，如败血症、多发性硬化症MS、糖尿病、感染性休克、风湿性关节炎等。

败血症(脓毒症)是指致病菌侵入血液循环，并在血液中生长繁殖，产生毒素而发生的急性全身性感染。小鼠静脉注射脂多糖(LPS)诱导败血症，通过活体显微镜评估肠微循环，发现CB2受体激动剂HU308可减少白细胞在黏膜下静脉的粘附数目，但是不能还原败血症小鼠肌肉和黏膜绒毛的功能性毛细血管密度(functional capillary density，FCD)。CB2受体拮抗剂AM630不影响LPS诱导的白细胞黏附，但可进一步减少肌肉和黏膜绒毛FCD[23]。说明激活CB2受体可降低白细胞内皮细胞相互作用，以进一步防止败血症中的炎症损伤。

Kupffer细胞是指位于肝窦内表面的吞噬细胞，Kupffer细胞的活化在乙醇性肝病发病机制中扮演着重要角色。体外组织培养中，若激活巨噬细胞CB2受体，同时抑制M1型分化则可减少肝细胞中的脂肪堆积，CB2受体通过血红素氧合酶-1(HO-1)介导其抗炎作用。CB2受体通过调节Kupffer细胞M1/M2型的平衡来抑制乙醇诱发的炎症反应，从而通过Kupffer细胞和肝细胞之间旁分泌的相互作用，减少肝细胞脂肪变性，表明CB2受体激动剂可作为调节乙醇性肝病的治疗靶点[24]。

CB2受体在成骨细胞和破骨细胞中有表达，这表明CB2受体在骨代谢中也起着重要的作用。有研究发现，在大鼠齿龈组织中注射脂多糖(LPS)诱导牙周炎后，每日在齿龈组织局部涂布CB2受体激动剂HU-308，可明显改善牙槽骨质丢失，并降低由LPS诱导的诱导型一氧化氮(iNOS)活性和前列腺素E2的升高[25]。

动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)是冠心病、脑梗死、外周血管病的主要原因，由包括高血压、高胆固醇血症和慢性炎症等多个因素引起。研究表明，激活CB1受体与CB2受体在动脉粥样硬化疾病中会引起完全相反的效果[26]，CB1受体通过增加活性氧(ROS)的产生，促进巨噬细胞的炎症反应，而CB2受体激活后则可以通过激活Rap1逆转该作用，抑制炎症反应[27]。CB2受体激活后通过抑制细胞间粘附分子-1和P-选择素的表达，进而减少巨噬细胞的粘附和浸润[28]。另一方面，氧化低密度脂蛋白(OxLDL)是引发动脉粥样硬化的重要因素，氧化型LDL在动脉粥样硬化病灶区巨噬细胞中积累，诱导巨噬细胞的凋亡，导致斑块的形成和动脉粥样硬化的发生和发展。在CB2受体敲除小鼠中，OxLDL诱导的巨噬细胞的凋亡显著减少，这些结果表明CB2受体表达增加了巨噬细胞对OxLDL诱导的细胞凋亡的敏感性，且CB2受体很可能是通过调节病灶部位巨噬细胞的凋亡参与对动脉粥样硬化症的免疫调节作用[29]。另外，动脉粥样硬化病灶部位CB2受体表达是显著下降的[30]。由此说明，CB2受体在动脉粥样硬化症中起着重要作用。

经过关节置换手术的部位极易发生炎症，在假体组织处造成无菌性松动。研究表明，关节置换手术后，手术部位炎症因子IL-1β和TNF-α显著增加，CB2受体表达明显增加，而注入CB2受体拮抗剂AM630后可明显减少炎症因子的产生，减轻肿胀[31]。说明CB2受体参与了关节置换产生的炎症过程。

组织中活化的嗜酸性粒细胞累积是过敏性炎症的标志。在过敏患者的嗜酸性粒细胞中CB2受体表达显著升高，CB2受体可能直接参与嗜酸性粒细胞驱动的过敏性病症的发病，CB2受体拮抗剂或可成为治疗过敏性炎症或其它嗜酸性疾病的一个新药物靶点[32]。

4.2CB2受体在中枢神经系统中的抗神经炎性反应

CB2受体在中枢神经系统中的作用首先是通过发现CB2受体在小胶质细胞中有表达而揭示的。Carlisle等[33]在脑组织和原代培养的大鼠小胶质细胞中发现CB1和CB2受体mRNA的表达，并且在小胶质细胞激活过程中CB2受体表达增多。在HIV-1感染引起的脑炎及HIV阳性但无脑炎的病例中均发现CB2受体表达大大增加，但正常无感染的人脑中则表达很少[34]。

研究发现，CB2受体激动剂可以通过激活丝裂原蛋白激酶磷酸酶-1、抑制Erk1/2活性，从而在神经炎症期间抑制神经元受损[35]。通过抑制小胶质细胞中ERK-1/2的磷酸化，CB2受体还可以特异性地减少中枢神经系统炎症中iNOS的产生[36]。这些研究结果都与CB2受体活化在大脑中的抗炎作用有着密切关系，CB2受体介导的这条通路在大麻素参与调节神经炎症中是非常重要的。

阿尔茨海默病(AD)是一种渐进的神经退行性疾病，而现有药物也只能延缓认知功能的下降，对AD尚无有效治疗方法。AD的一个表现就是β淀粉样蛋白(Aβ)积累，Aβ可诱导小神经胶质细胞活化。研究表明，尼古丁可通过激活CB2受体和PKC来抑制Aβ诱导的小神经胶质由M1型向M2型转化[37]。研究发现，长期口服大麻素可减少老年痴呆症小鼠大脑的炎症表现并促进Aβ的清除[38]。通过使用2种方法诱导实验性小鼠AD模型：侧脑室(i.c.v.)注射链脲霉素(STZ)和三氯化铝(AlCl3)+ D-半乳糖，发现模型组小鼠空间和逆反学习能力显著下降，脑内氧化/氮化应激增强、胆碱能活性、炎症水平和钙离子浓度显著增强，而CB2受体激动剂可显著改善这些症状，进一步说明CB2受体可以成为AD的潜在治疗靶点[39]。

有报道称，CB2受体的活化还可以改善实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)。这项研究发现，敲除CB2受体可降低EAE小鼠脊髓的LC3-Ⅱ/ LC3-Ⅰ、自噬基因Beclin 1的表达，并促进胱天蛋白酶(Caspase-1)的激活和白介素(IL-1β)的产生，而CB2受体的特异性激动剂HU-308则引起相反效果；HU-308还能促进细胞自噬，抑制BV2小胶质细胞NLRP3炎症小体的表达和激活。特异干扰自噬基因ATG5的表达可阻断自噬，并逆转CB2敲除导致的NLRP3炎症小体的活化。以上研究表明CB2受体可通过促进自噬和抑制NLRP3炎症小体的活化对EAE起到保护作用[40]。

CB2受体作为一个主要在免疫细胞中表达的内源性大麻素受体，其对免疫功能的调节作用受到越来越多的关注，而与CB1受体相比，针对于CB2受体的药物基本不会产生中枢副作用，人们更加认识到了CB2受体在医学应用中的前景和重要性，并对它的作用机制和药用价值进行了深入研究。结合前人的文献报道与我们近期的研究工作可知，CB2受体激活后，可以通过偶联Gi/o的α亚基，抑制细胞内炎性因子的表达；也可以通过Gi/o的βγ亚基激活MAPK通路，或产生促进细胞内炎性因子的表达，或通过促进β-内啡肽的产生和释放发挥镇痛作用。在这之间如何平衡和相互调节，目前尚未可知，还需要我们展开更多深入的探讨和研究。

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(2016-04-16收稿)

，Corresponding author，E-mail：gaofang1615@163.com

R282.71

10.3870/j.issn.1672-0741.2016.04.028

*国家自然科学基金资助项目(No.81473168)

李平，男，1972年生，副主任医师，E-mail：2401002480@qq.com