Lyn激酶在哮喘发病机制中的作用

魏冲，李国平

(西南医科大学，四川 泸州 646000)

Lyn激酶在哮喘发病机制中的作用

魏冲，李国平

(西南医科大学，四川 泸州 646000)

支气管哮喘是一种由多种细胞和细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病，以气道变应性炎症和气道高反应为其主要特征，随着病程的延长可引起气道不可逆性缩窄和气道重塑。支气管哮喘的发病机制迄今仍未完全阐明。目前研究发现，Lyn激酶在支气管哮喘发病过程中具有正面和负面调节细胞信号的双向作用。此外，Lyn激酶对支气管哮喘发作的强度和持续时间起着重要作用。本文就近年来Lyn激酶可能在支气管哮喘发病机制中的作用做一综述。

支气管哮喘；Lyn激酶；发病机制；调节

支气管哮喘(简称哮喘)是一种由多种细胞和细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病，以嗜酸性粒细胞(EOS)、肥大细胞(MC)、淋巴细胞参与反应为主的气道变应性炎症和气道高反应性为其主要特征，哮喘如诊治不及时，随着病情发展和气道炎症的进展，可引起气道不可逆性缩窄和气道重塑。哮喘发病机制非常复杂，目前仍未完全阐明。目前研究发现，Lyn激酶在支气管哮喘发病过程中具有正面和负面调节细胞信号的双向作用。Beavitt等[1]研究发现Lyn激酶基因敲除鼠出现严重的支气管痉挛、炎症、变态反应、Th2免疫应答以及血清高水平IgE，表明Lyn激酶是一个重要的Th2免疫应答的阴性调节激酶，研究还发现Lyn激酶对哮喘发作的强度和持续时间起着重要作用。Lyn激酶可通过气道炎症机制、气道重塑、免疫及变态反应等机制参与哮喘的发生发展。本文将主要介绍Lyn激酶在哮喘发病机制中的研究进展做一综述。

1 Lyn激酶的结构、特点和功能

Src家族激酶(Src-family kinase，SFK)包括Src、Yes、Fgr、Fyn、Lck、Lyn、Blk和Hck，是一组非受体型酪氨酸激酶，它们有着相似的结构特点：都有从N末端开始的独特的结构域、SH3结构域、SH2结构域，以及一个具有保守酪氨酸磷酸化位点的C末端。Lyn激酶是Src家族成员之一，其主要表达于B淋巴细胞、髓系细胞和自然杀伤细胞[2]。Lyn激酶具有两个剪接变异体，其结果是产生两种蛋白异构体p53和P56 kDa，也就是Lyn A(p56)和Lyn B(p53)，两者之间的区别在于N端的独特结构域(SH4结构域)中有20个氨基酸序列不同，其中包括pY基序(pY32)，Lyn激酶通过可逆性N-末端脂质修饰(棕榈酰化)和特异性pY32基序异构体的潜能，完成调节活性、相互作用反应和亚细胞定位的复杂功能，另外Lyn激酶与其他Src家族激酶成员相同，Lyn激酶蛋白质相互作用的调节也是通过其SH2/SH3结构域以及磷酸化状态来实现的[3]。Lyn激酶可通过多种信号途径参与哮喘的炎症与气道重塑，具有正面和负面调节细胞信号的双向调节作用。

2 Lyn激酶在哮喘发病机制中的作用

哮喘的发病机制非常复杂，目前仍未完全阐明，其主要可概括为以下几点[4]：①气道炎症机制；②气道重塑；③免疫及变态反应机制；④Th1/Th2细胞的失衡机制[5]；⑤其他：如第二信使(cAMP/cGMP)失衡机制、基因遗传因素等相关发病机制。此外，大量研究发现慢性气道炎症、气道重塑与哮喘黏液高分泌有关。

2.1 气道炎症机制 哮喘是一种反复发作的慢性气道炎症性疾病，其气道炎症反应轻重直接影响哮喘患者病死率。目前认为哮喘发病机制的关键是气道炎症反应。哮喘是多种细胞、炎症介质以及细胞因子引起的慢性气道炎症性疾病[6]。参与哮喘炎症的细胞包括T淋巴细胞、MC、EOS、嗜碱性粒细胞、中性粒细胞、气道上皮细胞等，此外参与气道炎症的有血小板激活因子、白三烯、前列腺素等炎症介质，以及白介素(IL-4、IL-5、IL-12、IL-l3等)、GM-CSF及干扰素等细胞因子。Lyn激酶可通过Smad途径、STAT途径和Lyn/PI3K/Akt途径等信号途径来调节哮喘的炎症、免疫变态反应[7]。研究表明PI3K/Akt信号通路对EOS、MC、中性粒细胞、淋巴细胞、巨噬细胞等细胞的活化和免疫反应起着重要作用，而在哮喘患者及哮喘动物模型中存在PI3K/Akt信号通路的活化异常[8]。EOS是引起哮喘患者气道炎症和气道高反应的关键效应细胞，其凋亡异常使气道EOS大量浸润，导致气道炎症和气道高反应性，从而参与哮喘发作。目前认为IL-5是参与EOS分化、成熟、活化和凋亡的关键细胞因子，参与反应原所致的EOS为主的气道炎症和气道高反应性的发生和发展。Zhu等[9]研究表明在人EOS中，IL-5家族成员通过趋化因子诱导PI3K/Akt信号通路活化，而Lyn激酶有助于监管PI3K/Akt信号通路的酶联反应，并参与增强EOS对过敏原的炎症反应能力，研究认为Lyn激酶对IL-5诱导激活PI3K/Akt信号通路有重要作用。目前Lyn激酶在哮喘气道炎症中的作用越来越受到重视。

2.2 气道重塑 哮喘是一种可逆性气流受限的慢性气道炎症性疾病，但随着病程的延长，绝大部分患者会出现气道不可逆性缩窄和气道重塑，这使哮喘症状更加难以控制，给哮喘治疗带来困难。早在20年前，气道的损伤及重塑在哮喘气道炎症发生发展过程中的重要作用就已经被发现了[10]。Turato等[11]研究表明哮喘在早期阶段就发生气道重塑，这就表明在控制哮喘方面，抑制气道重塑可发挥其重要作用。气道重塑是哮喘的重要特征之一。气道重塑病理学特点主要概括如下：支气管上皮细胞改变、杯状细胞的增生和高分泌、气道平滑肌细胞灶性增生、上皮下基质纤维化以及血管再生[12]。Broide等[13]研究表明TGF-β对哮喘气道重塑起着至关重要的作用，可以刺激成纤维细胞产生胞外基质蛋白(胶原蛋白、纤连蛋白)、抑制胶原蛋白酶产生、诱导成纤维细胞转化为肌成纤维细胞、同时对气道平滑肌细胞的增殖发挥着重要作用。Li等[14]表明目前Lyn激酶在慢性气道重塑中的作用仍是不明确的，研究证明Lyn基因敲除鼠持续(8周)接触屋尘螨提取物后，可以诱发出严重的慢性气道重塑的表现，包括加剧了黏液产生、胶原蛋白沉积、细胞因子分泌和提高炎症反应，此外研究表明在Lyn基因敲除鼠的肺组织，TGF-β3不仅抑制STAT6和Smad2/3的表达，还减少了磷酸化Smad2和NF-κB，研究认为Lyn激酶精密调控气道重塑可能通过与TGF-β3的交互作用。因此，Lyn激酶可能对调控TGF-β3和调节气道重构的发生发展起着重要作用。

2.3 黏液高分泌 目前认为，黏液高分泌可以导致气道阻塞、感染增加和肺功能下降，其对严重哮喘发作的治疗带来了巨大困难。适量的黏液分泌可对开放性管状器官的管腔起着重要的保护和润滑作用。气道的黏液产生过多、清除减少以及黏液栓的形成，被认为是重症哮喘患者增加发病率和死亡率的主要原因。气道黏液的主要成分有水、糖蛋白、脂质和无机盐等。气道黏液糖蛋白(也叫黏蛋白mucin，MUC)是产生气道弹性与黏性的主要原因，气道MUC是一种由气道上皮杯状细胞与黏膜下腺的黏液细胞合成分泌的糖苷化蛋白质。气道MUC主要有MUC2、MUC4、MUC5AC以及MUC5B，其中MUC5AC主要由气道上皮杯状细胞分泌，MUC5B主要由黏膜下腺体分泌，目前认为轻-中度哮喘患者的气道黏液主要富含MUC5AC，而致死性哮喘同时存在MUC5AC和MUC5B的高表达。Lyn基因敲除鼠增加了胶原蛋白I的产生和MUC5AC的表达，进一步调查显示哮喘患者的Lyn激酶减少与气道黏液高分泌有关[14]。Lyn激酶与下游的PI3K和Akt，可以形成Lyn/PI3K/Akt信号传导途径，参与哮喘的炎症反应。Lim等[15]研究发现应用PI3K抑制剂如LY294002可以减轻气道炎症反应及降低气道高反应性，PI3K基因敲除鼠的气道炎症反应和气道重塑明显减低。大量研究发现慢性气道炎症、气道重塑与哮喘黏液高分泌有关，而黏液高分泌和杯状细胞增生也是哮喘气道重塑的主要特征之一。由此可见，Lyn激酶可通过直接或间接作用对气道黏液高分泌起调节作用。

2.4 免疫及变态反应机制 变态反应是由于某种抗原的再次刺激机体后所引发的强烈的有害反应。免疫变态反应常导致功能紊乱，甚至严重的组织损伤。哮喘的发病与免疫变态反应有关，其中血清中总IgE和特异性IgE增高是过敏体质患者和哮喘患者的重要特征之一。Zhao等[16]研究发现哮喘和过敏性鼻炎拥有共同的病理学机制，其主要区别为上下气道慢性炎症的不同临床症状。当过敏原首次刺激机体合成特异性IgE，并结合于MC和嗜碱性粒细胞表面后，当过敏原再次进入机体，可迅速作用于MC和嗜碱粒细胞表面，激活细胞释放合成的多种炎症递质，进而作用于血管、神经末梢和黏膜下腺体，可引起机体产生变态反应，而在下呼吸道则表现为支气管痉挛。在变态反应中，MC既是中间效应细胞，同时也是信号传导细胞，他们在哮喘等过敏性疾病中的免疫病理反应起着关键作用，最近的研究强调了酪氨酸蛋白激酶Lyn和Fyn在MC信号转导途径中的作用，Lyn激酶基因敲除鼠的血清IgE水平升高、细胞表面的IgE受体亲和性提高以及引起嗜酸性粒细胞增多症[17]。Lyn激酶在MC反应中起着显性负调节作用[18]。Lyn激酶基因敲除鼠的骨髓源性MC与多价抗原反应表达出更高的FcεRI，基因编码的促炎症细胞因子和趋化因子(IL-4、IL-6、IL-13、CSF、CCL1、CCL3等)在抗原刺激下，激活的Lyn基因缺乏MC中比在野生型细胞中有更高的基因表达，这些基因序列识别Lyn作为负性调节蛋白在抗原刺激骨髓源性MC的基因表达，它们连接的FcεRI信号及其反应通路异常最终可导致变态反应和哮喘[19]。

2.5 Th1/Th2细胞的失衡机制 Th细胞分为Thl细胞、Th2细胞等，正常人Th1占优势，而哮喘患者Th2占优势，Thl/Th2失衡是哮喘发病中的重要基础。另外，Thl/Th 2失衡也是哮喘的重要发病机制之一[5]。目前认为哮喘是一种免疫失衡性疾病，其Thl型免疫反应异常减弱，而Th2型免疫反应异常增强[20]。大量研究表明Thl细胞和Th2细胞均为重要的效应细胞，同时发挥作用时又相互抑制。JAK/STAT途径对机体免疫细胞活化、分化、细胞因子分泌及细胞增殖起着调节作用[21]。哮喘患者经反复的变应原刺激及炎性细胞因子的诱导，使STAT6持续活化和过度表达，反复刺激Th2细胞分化、增殖，使IL-4、IL-13等细胞因子优先表达，进而出现Th1/Th2细胞失衡，最终导致气道炎症及气道高反应[7]。Lau等[22]研究表明，Lyn激酶基因敲除鼠容易发生严重持续的诱发型哮喘，研究也推断出Lyn基因敲除鼠发生了STAT6突变，使Th2免疫从IL-4/IL-13受体复合体集成信号而发挥作用，结果表明Lyn激酶基因敲除鼠可以克服Th2免疫缺乏的影响。Charles等[23]表明Lyn激酶可抑制嗜碱性粒细胞中转录因子GATA-3的表达，从而调控Th2细胞分化的启动和强度，另外研究发现Lyn激酶基因敲除鼠使正常的Th2细胞发生变异，同时不能使Th1细胞对病原菌产生的诱导作用起着相应的调节作用，研究也表明嗜碱性粒细胞通过Lyn激酶的表达来调控Th2细胞的分化和相关的功能。因此，Lyn激酶在Th1/Th2细胞失衡机制中起着重要作用。

3 展望

综上所述，Lyn激酶与哮喘的发生发展有着密切关系，Lyn激酶缺乏可通过多种作用机制参与调控气道炎症、气道高反应性及气道重塑，最终出现严重的哮喘症状。近年来，Lyn激酶在哮喘发病机制中的作用逐渐引起人们的重视，这为哮喘的靶向治疗提供了新的药物靶点。目前Lyn激酶在哮喘发病中的具体作用机制及各机制间的交互作用尚未完全清楚，其研究仍然任重道远。相信随着Lyn激酶在哮喘发病中作用的深入研究，Lyn激酶调节剂将为哮喘的临床治疗提供新方向、开辟新道路。

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Role of Lyn kinase in the pathogenesis of bronchial asthma.

WEI Chong,LI Guo-ping.Southwest Medical University, Luzhou 646000,Sichuan,CHINA

Bronchial asthma is a chronic inflammatory disease of the airway,which is involved with many kinds of cells and cell components.The main characteristics of bronchial asthma are airway allergic inflammation and airway hyper reaction.With the extension of the course of the disease,the airway can be caused by irreversible airway constriction and airway remodeling.The pathogenesis of bronchial asthma has not been fully illustrated so far.The current study found that Lyn kinase in the pathogenesis of bronchial asthma has a positive and negative regulation of cellular signal transduction.In addition,Lyn kinase plays an important role in the intensity and duration of bronchial asthma attack.This paper reviews the role of Lyn kinase in the pathogenesis of bronchial asthma in recent years.

Bronchial asthma;Lyn kinase;Pathogenesis;Regulation

R562.2+5

A

1003—6350（2016）11—1827—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2016.11.034

2015-09-25)

国家自然科学基金(编号：81170032)

李国平。E-mail：lzlgp@163.com