皮肤病中c-Jun氨基末端蛋白激酶通路的研究现况

任重庆 廖文俊

皮肤病中c-Jun氨基末端蛋白激酶通路的研究现况

任重庆 廖文俊

c-Jun氨基末端蛋白激酶是丝裂原活化蛋白激酶家族的成员，调节细胞的生长、发育、增殖和分化。c-Jun氨基末端蛋白激酶的异常表达与人皮肤疾病的发生、发展密切相关。研究证实，c-Jun氨基末端蛋白激酶在多种皮肤疾病患者的真/表皮中表达过度增高及异常活化，进而导致细胞的生长、发育、增殖、分化异常以及炎症反应和细胞凋亡的发生。选择阻断c-Jun氨基末端蛋白激酶通路的异常活化可以使病情得到改善。针对c-Jun氨基末端蛋白激酶信号通路的靶向治疗已经成为目前多种皮肤病的研究热点。

皮肤疾病；MAP激酶信号系统；信号传导；黑色素瘤；JNK丝裂原活化蛋白激酶类

c-Jun氨基末端蛋白激酶（JNK）又称为应激活化蛋白激酶，因其可受环境应激/细胞因子刺激激活而备受关注。JNK由3种不同的基因JNK1、JNK2和JNK3分别编码出46 000和54 000两种不同的蛋白，经过修饰剪接可以组成10种亚型。JNK1和JNK2广泛表达于机体的各个器官，JNK3则特异性的表达于大脑、心脏和睾丸［1］。

1 JNK信号通路在细胞内的分子机制

JNK是丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）家族的重要成员之一，在细胞的生长、发育、增殖、分化以及炎症反应、细胞凋亡中均起重要作用。通路可以由胞外刺激以及细胞应激而被诱导激活，目前观点认为，JNK1和JNK2在同一个细胞中的功能不一，特别是癌症，JNK1和JNK2可能有相反的作用，大量研究证实，JNK1具有抑癌基因的属性，而JNK2则认为是一种癌基因［2］。

当细胞受到胞外刺激时，刺激信号被传递给Ras超家族成员的小G蛋白（Rho、RAC等），而小G蛋白则以多种途径引发MAPK信号通路级联反应。MAPK级联反应过程如下：小G蛋白激活MAPK激酶的激酶，活化的MAPK激酶的激酶激活下游MAPK激酶（MKK）4/7，MKK4/7双磷酸化JNK蛋白位于激酶子域Ⅶ和Ⅷ之间的保守序列上的苏氨酸（Thr）和酪氨酸（Tyr）两个位点磷酸化，组成了双磷酸化的基序：Thr-Pro-Tyr使之活化。而活化的JNK（p-JNK）可以易位到细胞核内磷酸化c-Jun蛋白的N氨基末端上的Ser63和Ser73的氨基酸残基。c-Jun氨基末端磷酸化后与c-fos、ATF2形成激活蛋白1复合物。激活蛋白1可以结合到多种特定基因的启动子区域的激活蛋白1结合位点，增加特定基因的转录活性［3］。如可以结合到酪氨酸蛋白激酶Syk基因启动子位点，诱导Syk在T淋巴细胞中的大量表达，与其他调节蛋白共同促进T淋巴细胞钙内流，导致 T淋巴细胞的活化［4］。

作者单位：710032 西安，第四军医大学西京皮肤医院

2 JNK与皮肤病的关系

2.1 JNK与黑素瘤:恶性黑素瘤是一种高度恶性的肿瘤，其发病机制目前尚不清，研究证实，JNK通路在黑素瘤的发生、发展中起着重要的作用。Alexaki等［5］发现，使用JNK的特异性抑制剂SP600125抑制JNK信号通路可以诱导人类黑素瘤细胞周期阻滞和细胞凋亡，同样JNK1的基因敲除实验也证实了这个结果。Gao等［6］发现，使用选择性JNK细胞渗透肽抑制剂不但可以在体外抑制肿瘤细胞增殖，并且在体内同样可以抑制肿瘤生长。另外一个JNK促癌作用的证据是，Choi等［7］发现肿瘤抑制基因p16/INK4a发挥其对肿瘤细胞的抑制作用，是通过结合JNK并且抑制其活性来实现的。Han等［8］对比了一个原代的人类黑素瘤细胞株（WM793）及亲本高转移的变异细胞株（1205LU）的细胞裂解物与肿瘤进展密切相关的蛋白，发现至少27种以上的蛋白反映了JNK与细胞转移潜能密切相关，转移性1205LU细胞与原代细胞相比，JNK的表达和磷酸化程度分别增加了2.9和1.5倍。遗传学相关研究证明，皮肤中缺乏MKK4的小鼠对与H-ras生物活性基因相关的癌症具有抵抗性，表明MKK4及其下游基因在皮肤肿瘤形成中是重要的［2］。

JNK在众多药物治疗疾病（特别是肿瘤）的机制中，却是通过诱导细胞凋亡来达到治疗的目的，包括多西霉素、多西他塞、长春新碱、紫杉醇、苯二氮类药物、白花丹醌、雷公藤红素、去甲斑蝥素与阿司匹林等［9］。此外，研究发现，JNK 参与了 PLX-4032 介导的黑素瘤细胞凋亡［10］。因此，认为JNK在黑素瘤中的作用取决于细胞的类型以及活化JNK的类型［2］。

2.2 JNK与白癜风：白癜风发病机制尚不清楚，目前认为，活性氧簇（ROS）导致的黑素细胞自毁是一个重要的原因。研究发现，白癜风患者的表皮存在着ROS的大量聚集，在疾病的发生和进展期中，表皮和尿液中的ROS水平显著增加［11］，下调ROS水平可减轻95%白癜风患者的症状。分子学研究证实，表皮以及血管系统中ROS的不断聚集可导致白癜风患者抗氧化状态的受损，黑素细胞中JNK级联反应的激活可诱导凋亡［12］。ROS的大量聚集可以从两方面增加p-JNK含量：第一，直接增加JNK活化，ROS可以诱导表皮生长因子受体二聚体的形成，活化G蛋白，直接诱导JNK的活化，而ROS也可以诱导细胞凋亡信号调控激酶1结合肌醇需求酶1和肿瘤坏死因子受体相关因子2形成复合物，激活JNK通路；第二，减少p-JNK的去磷酸化。ROS可以通过氧化抑制MAPK磷酸酶活性，达到减少p-JNK去磷酸化，维持JNK的活性的目的［13］。

JNK信号通路的激活又将引发一系列事件诱导细胞凋亡。首先，JNK信号可以通过线粒体内促凋亡蛋白的磷酸化间接促进细胞凋亡。JNK激活线粒体外膜上的Bcl-2家族促凋亡蛋白Bax，Bax插入线粒体膜中形成微孔结构，导致线粒体膜电位改变，诱导细胞色素C释放入胞质结合caspase9形成凋亡小体，最终诱导caspase3与凋亡底物结合引发细胞凋亡［14］。其次，JNK也可以直接作用于基因调节细胞凋亡。JNK通过调节转录因子复合物激活蛋白1活性，上调p53、Bax、Fasl等促凋亡蛋白的表达促进凋亡。研究发现，DNA上的p53结合位点能够抑制丝裂原活化蛋白激酶磷酸酶5介导的JNK去磷酸化，也就是p53是通过抑制JNK失活来诱导细胞凋亡［15］。另外一个JNK参与H2O2诱导细胞凋亡的有力证据是，研究证实JNK和p38 MAPK信号通路的激活参与了多巴胺诱导的黑素细胞的凋亡，并使用特异性JNK抑制剂阻断过氧化物诱导的细胞凋亡［16］。这均提示抑制JNK途径，阻断JNK途径诱发的黑素细胞凋亡，可以成为白癜风治疗的新思路［17］。

2.3 JNK与银屑病：银屑病的发病机制尚不完全清楚。研究发现，免疫系统功能紊乱是其重要特征［18］。银屑病患者的皮损早期中性粒细胞、巨噬细胞和树突细胞大量升高，随后激活自然杀伤细胞和许多特殊的T细胞，包括Th1和Th17的出现，同时伴随大量炎症因子的分泌，形成了一个银屑病病理环路［19］。对银屑病患者皮损、血清和滑液中的细胞因子进行分析，发现肿瘤坏死因子（TNF）α 水平升高［18］，证实抗TNF-α治疗银屑病有效，可以减轻皮损症状和炎症反应、减少疾病的进展［20］。TNF-α是JNK信号通路的强效激活剂，可以通过MKK4/7激活JNK，而缺失MKK4/7的小鼠可以避免TNFα激活JNK活化［21］。银屑病患者表皮细胞的蛋白分析也发现，外皮蛋白和胱抑素A的表达增加，而兜甲蛋白和谷氨酰胺转氨酶1的表达下降。这些蛋白基因均是已知的由JNK激活的激活蛋白1所调控［22］。因此，JNK是银屑病炎症反应中不可或缺的一环，这为JNK抑制剂作为一个新的银屑病治疗策略提供理论依据［17］。

2.4 JNK与SLE：SLE是一种累及多器官、多系统的慢性自身免疫性疾病，其特点是产生高水平的自身抗体导致机体免疫紊乱，如过度激活自身反应性T、B淋巴细胞，无序凋亡导致的细胞因子网络的不平衡等。对SLE的临床研究表明，T细胞的共刺激失调导致的可溶性T细胞共刺激分子异常增生是SLE发生的免疫病理基础之一。Wong等［23］发现，在CD4+T细胞、CD8+T细胞和B淋巴细胞中，磷酸化的JNK基础表达在SLE患者中相对于对照组显著增高。他们认为，T、B淋巴细胞中炎症介导的JNK信号通路的活化，是导致SLE中淋巴细胞异常过度活化的重要机制。通过对SLE患者骨髓间充质干细胞基因表达谱分析，发现JNK通路异常活化，因此推测，SLE患者骨髓炎症环境可导致JNK通路异常激活［24］。Molad 等［25］通过前瞻性研究证实了 JNK 与SLE密切相关，p-JNK水平反映SLE患者疾病程度，并通过JNK的活性来反映患者的疾病活动。分子学研究发现，JNK的活化导致激活蛋白1复合物大量形成，激活蛋白1入核后诱导Syk基因在SLE患者T淋巴细胞中的大量表达，导致T淋巴细胞大量活化［4］。小鼠实验也发现，SLE倾向的小鼠可以通过活化p21-ras下游的JNK诱发SLE样疾病，而减少淋巴细胞中的p-JNK可以改善SLE类似症状［26］。因此，JNK在SLE疾病的发生发展中起重要的作用，而阻断JNK途径诱导的过度免疫反应为SLE的治疗提供了新思路。

2.5 JNK与病毒性皮肤病：JNK与多种皮肤病毒感染密切相关。研究发现，单纯疱疹病毒感染细胞后可以刺激JNK通路激活，而阻断JNK信号通路可以对病毒感染起抑制作用［27］。然而，也有研究发现，单纯疱疹病毒感染的细胞中，JNK信号通路的激活是机体对抗病毒感染的一种抵御机制，在机体识别病毒，诱导细胞凋亡终止病毒复制方面起作用［28］。在人乳头瘤病毒（HPV）方面的研究也有着类似的发现，HPV可以诱导细胞JNK信号通路发生异常活化，诱导肿瘤的发生［29］。但有研究发现，JNK通路的激活可以诱导HPV感染引起的肿瘤细胞凋亡，而抑制JNK是这种癌细胞在体外培育中进行增殖和转移的必要条件［30］。

3 结语

近年来，JNK信号领域的研究进展显著，大量JNK调节分子及其底物的发现，为JNK信号病理生理的研究打下了坚实的基础，但应该认识到，作为进化上保守的信号通路之一，JNK信号通路是极其复杂的，诸多因素参与其调节，这些问题的阐明不仅有助于增加对JNK信号通路的认识，也能为了解相关皮肤病的发病机制和治疗提供新思路。

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c-Jun N-terminal kinase signaling pathway in skin diseases

Ren Chongqing,Liao Wenjun.Department of Dermatology,Xijing Hospital,Fourth Military Medical University,Xi′an 710032,China

The c-Jun N-terminal kinase （JNK） is a member of the mitogen-activated protein kinase（MAPK） family,and can regulate cell growth,development,proliferation and differentiation.Aberrant expression of JNK is closely associated with occurrence and development of human skin diseases.Studies have confirmed that JNK is overexpressed and abnormally activated in the dermis/epidermis of patients with various skin diseases,which can cause abnormalities in cell growth,development,proliferation and differentiation,as well as occurrence of inflammation and apoptosis.Selective blocking of aberrant activation of the JNK signaling pathway may improve patients′condition.At present,therapies targeting the JNK signaling pathway have become a research hotspot in various skin diseases.

Skin diseases;MAP kinase signaling system;Signal transduction;Melanoma;JNK mitogen-activated protein kinases

Liao Wenjun,Email:liaowj@fmmu.edu.cn

2015-04-13）

国家自然科学基金（81072235）

Fund program:National Natural Science Foundation of China （81072235）

10.3760/cma.j.issn.1673-4173.2016.02.015

廖文俊，Email:liaowj@fmmu.edu.cn

本文主要缩写：JNK：C-Jun氨基末端蛋白激酶，MAPK：丝裂原活化蛋白激酶，MKK:MAPK 激酶，AP：激活蛋白，ROS：活性氧簇，TNF：肿瘤坏死因子，SLE：系统性红斑狼疮，HPV：人乳头瘤病毒