p38MAPK抑制剂对重症急性胰腺炎的保护

李涛，刘源，党胜春，张建新

（江苏大学附属医院普外科，江苏 镇江 212001）

p38MAPK抑制剂对重症急性胰腺炎的保护

李涛，刘源，党胜春，张建新

（江苏大学附属医院普外科，江苏 镇江 212001）

重症急性胰腺炎临床表现凶险，病因复杂，病死率高，是临床常见的急腹症之一，也是临床治疗的难症之一。多种信号通路参与其发生、发展，其中p38MAPK信号转导通路是目前研究的热点。p38MAPK抑制剂是一类合成的小分子有机化合物，其可通过特异性阻断p38MAPK信号转导通路，减少重症急性胰腺炎时炎性介质的表达与释放，减轻器官组织的损伤，有望成为治疗重症急性胰腺炎的有效途径。

p38MAPK抑制剂；重症急性胰腺炎；信号转导

急性胰腺炎(Acute pancreatitis，AP)是常见的外科急腹症，尤其是重症急性胰腺炎(Severe acute pancreatitis，SAP)，其临床表现凶险，病因复杂，病死率高达30%[1]，是目前临床治疗较为棘手的外科急腹症之一。发生SAP时，胰腺组织广泛出血、坏死，大量的炎症细胞浸润及炎症因子释放形成过度炎症反应，最终造成系统性炎症反应综合征(Systemic inflammatory response syndrome，SIRS)，甚至导致多器官功能不全综合征(Multiple organ dysfunction，MODS)。单核/巨噬细胞是产生多种炎症介质的主要细胞，炎症介质在SAP及其并发症的发生发展的机制中起着重要的作用。炎症介质的合成在蛋白水平上主要经过两个信号通路：核因子(NF-κB)和p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-activated protein kinase，p38MAPK)通路。SAP发生时，激活p38MAPK信号转导通路，可促进多种炎症因子表达和释放[2]，因此p38MAPK信号转导通路在调控炎症介质表达方面有重要作用[3]。

1 p38MAPK的组成及其信号转导通路

1.1 p38MAPK的结构及功能 p38MAPK是由360个氨基酸组成的38 KD的蛋白，存在6种异构体：p38α1/α2、p38β1/β2、p38γ和p38δ[4]，其中p38α和p38β在各种组织细胞广泛存在。p38不仅参与细胞的发育、分化以及凋亡[5]，而且可调控多种细胞因子、炎症介质的表达与释放[6]，在急性炎症性疾病中也有至关重要的作用。MAPK的两个临近的磷酸化点与一个氨基酸组成一个环状结构的三肽基“TXY”，位于一个被称为T状结构(T-loop或Loop-12 structure)的表面，T环是决定多种蛋白激酶活性的关键结构[7]。激活MAPK需要临近的苏氨酸(Threonin，Thr180)和酪氨酸(Tyrosin，Tyrl82)同时磷酸化来完成[8]。P38MAPK的灭活同其他MAPKs一样，也是被双特异性蛋白磷酸酶将已磷酸化的苏氨酸和酪氨酸残基去磷酸化。

1.2 p38MAPK信号转导通路 p38MAPK信号转导通路是哺乳动物MAPK信号通路中的一条经典途径[9]，p38MAPK信号传导通路大致为：MEKK5/ MLK3→MKK3/MKK6→p38MAPK[10]，它们构成一条完整的连续的蛋白激酶反应链。p38MAPK通路最上游的激酶主要是MEKK5、凋亡信号调节激酶(ASK)、混合谱系激酶3(MLK3)等。当细胞受到刺激后(如炎症刺激、应激反应、UV照射、LPS等)，细胞外信号与相关受体特异性结合，使MEKK5、ASK、MLK3磷酸化，促进MKK3以及MKK6基因表达，并使其表达的蛋白磷酸化，诱导p38MAPK基因转录。众多研究表明，活化的p38MAPK参与单核/巨噬细胞、中性粒细胞的功能性反应，同时可通过调节干扰素的生成进而调控T细胞[11]。活化的p38MAPK还可将MSK1/2、MNK1/2、MK2/3等MKs磷酸化，这些被磷酸化激活的激酶能进一步磷酸化低分子热休克蛋白，从而参与细胞应激反应[12]。p38MAPK可以特异性地将ATF2(Activated transfer factor-2)的Thr71磷酸化，激活后的ATF2与核因子(NK)κB可以结合于AP1位点，正向调节细胞因子的表达。同时研究发现[13]，p38MAPK信号转导通路并非独立存在于机体内，它与其他MAPKs信号转导通路共同构成信号转导通路网络，共同发挥作用。当机体发生炎症反应时，一方面，炎症介质(TNF-α、IL-1等)可激活p38MAPK信号转导通路[14]，诱导单核/巨噬细胞活化，促进组织细胞凋亡，最终形成MODS；另一方面，p38MAPK的活化可促进大量的炎症因子合成[15]，激活其他信号转导通路，具有放大炎症反应的作用。

2 p38MAPK与SAP

SAP的发病过程十分复杂，其中信号转导通路介导的炎症介质瀑布样级联反应最为人们关注。发生SAP时，受损的胰腺细胞可激活单核/巨噬细胞、淋巴细胞等产生和释放炎症介质(TNF-α、IL-1、IL-6等)，这些炎症介质可进一步激活更多的炎症细胞，促使它们向炎症组织粘附、外渗、聚集，释放大量炎症介质，因此SAP患者血清检验可发现有大量的炎症介质[16]。上述过程构成放大炎症反应，最终导致胰腺组织的进一步损伤，甚至造成胰腺外器官的损伤。近年来，p38 MAPK信号转导通路成为研究SAP发病机制中的热点[17]。施新岗等[18]实验研究发现，成功构建SAP大鼠模型后，大鼠胰腺组织的p38MAPK在15 min内迅速磷酸化达到峰值，并维持在较高水平，3 h后磷酸化水平逐渐下降，6 h后基本恢复正常，提示p38MAPK信号转导通路在SAP的发病过程中起重要作用。研究发现[19]，早期胰腺细胞受损后，TNF-α、IL-1、IL-6等炎症介质释放使胰腺细胞p38MAPK磷酸化，激活p38MAPK信号转导通路。有研究表明[20]，SAP的严重程度与p38MAPK磷酸化程度密切相关，细胞内储存的p38MAPK磷酸化比例增高，SAP越严重。另一方面，p38MAPK信号转导通路激活后活化其他信号转导通路，进一步加重SAP的炎症反应。雨蛙素构建的SAP大鼠模型中，胰腺腺泡细胞内p38MAPK的磷酸化水平显著上升，同时伴有NF-κB的激活[21]，NF-κB亚基的活化过程有p38MAPK信号转导通路的参与，NF-κB活化可导致更多的炎性介质释放，使得炎症进一步加重，导致级联瀑布效应，使得SAP严重程度加剧，进而为局部炎症向全身发展提供了契机。因此p38MAPK信号转导通路具有放大炎症反应的作用[14，22-23]。

3 p38MAPK抑制剂保护SAP

p38MAPK抑制剂是一类合成的小分子有机化合物，具有良好的抗炎作用，多用于对抗炎症性肠病、类风湿性关节炎、骨关节炎、肺炎等疾病中的炎症反应[24-27]。目前发现的p38MAPK抑制剂只有几种，如SB203580、SB216995、SB220025、VK199、SB239063、CNI-1493。目前应用最广泛的抑制剂为SB203580，其次为CNI-1493。SB203580为吡啶咪唑类衍生物，其作用机制是竞争性结合p38MAPK上的ATP结合位点，抑制p38MAPK的活化，从而减轻炎症反应[28]。研究表明，SB203580与是否具有活性的p38MAPK的亲和力无明显差别，SB203580只是竞争性地结合于p38MAPK的ATP位点阻止其磷酸化下游靶点ATF2，进而阻断p38MAPK酶的活性[29-30]，其并不影响机体内正常p38MAPK的磷酸化。另一方面，SB203580可抑制刺激所诱导的p38MAPK的Thr-Gly-Thr基因的磷酸化，即通过结合p38MAPK的非活化形式，减少p38MAPK的活化比率[31]。彭兰等[32]研究发现SB203580阻断p38MAPK信号转导通路，减少细胞因子的释放，使得胰腺腺泡细胞NF-κB的转录水平下降，NF-κB活化受到抑制，进一步减少炎症介质的释放，从而减轻炎症介质瀑布样级联反应，使SAP炎症反应得到有效的控制[21]。CNI-1493是一种四价的鸟苷酸腙分子，能够激活胆碱能抗炎通路，阻止p38MAPK的磷酸化，进而抑制单核/巨噬细胞释放炎症介质[33]。研究表明，CNI-1493通过抑制多形核粒细胞的氧化呼吸爆发，减少氧自由基(Oxygen free radical)及髓过氧化物酶(Myeloperoxidase，MPO)的产生与释放，使得p38MAPK磷酸化水平受到抑制，p38MAPK信号转导通路难以激活，减轻SAP炎症反应[34]。

4 展 望

综上所述，p38MAPK抑制剂在抑制SAP炎症反应有着良好的应用前景，但多种信号转导通路相互交汇，形成一个错综复杂的信号转导网络，使得SAP的发病机制十分复杂，其中p38MAPK与其他信号分子有着广泛而又密切的联系。Chang等[35]研究表明，TNF-α的表达及其发挥生物学功能，不仅受到p38MAPK的调控，同时受到其他炎症介质的影响。在介导SAP的多种信号转导通路中，存在着与p38MAPK相似的蛋白，这一特点使得针对p38MAPK的靶向抑制治疗具有“双刃剑”的特点：一方面，使用p38MAPK抑制剂，可抑制p38MAPK的活化，从而阻断p38MAPK信号转导通路，减少相关炎症介质的产生与释放，控制疾病的发展，从而达到治疗疾病的目的；另一方面，抑制p38MAPK不可避免地会影响与p38MAPK相似的蛋白，存在抑制甚至阻断其他信号转导通路的可能，从而产生无法预测的效应[36]。由于抑制p38MAPK可对其他器官产生不同的影响，因此，应该进一步深入研究p38MAPK信号转导通路的特点，找准有关靶点，研发出高效特异的p38MAPK抑制剂。

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Protection of p38MAPK inhibitor on severe acute pancreatitis.

LI Tao,LIU Yuan,DANG Sheng-chun,ZHANG Jian-xin.Department of General Surgery,the Affiliated Hospital of Jiangsu University,Zhenjiang 212001,Jiangsu,CHINA

Severe acute pancreatitis,one of the most common clinical acute abdominal diseases and one of the difficult diseases in clinical treatment,often happens in emergency with complex etiology and leads to high mortality. Multiple signaling pathways are involved in the pathogenesis and progression of severe acute pancreatitis,in which p38MAPK signal transduction pathway is the most notable.P38MAPK inhibitors,a kind of synthesis of small molecular organic compounds,by their specificity can suppress the expression and release of inflammatory mediators and can relieve the tissues injury.Thus,p38MAPK inhibitors are expected to become the effective way for treatment of severe acute pancreatitis.

P38MAPK inhibitor;Severe acute pancreatitis;Signal transduction pathway

R657.5+1

A

1003—6350（2016）03—0444—03

2015-09-23)

江苏省自然科学基金(编号：BK2012704)；江苏省镇江市社会发展项目(编号：SB2013022)

张建新。E-mail：zhangjx@ujs.edu.cn

doi∶10.3969/j.issn.1003-6350.2016.03.035