TREM-1在神经系统相关疾病中的作用

王玮玮 毕 胜

(佳木斯大学附属第一医院，黑龙江 佳木斯 154004)

髓系细胞触发受体-1(TREM-1)是一种新型炎症激发受体，是促炎性天然免疫反应的放大器，其通过促进促炎物质的分泌发挥免疫应答作用[1]。已有研究验证了TREM-1对无菌炎症相关疾病的发生、发展起到至关重要的作用，其中包括动脉粥样硬化、脑卒中、帕金森病、星形细胞瘤。本文拟对TREM-1的配体、信号转导通路及其在中枢神经系统相关疾病中的作用作一综述。

1 TREM-1的分布和结构

Bouchon[2]等提出TREM-1是一种免疫球蛋白超家族受体,主要表达于髓系细胞表面如单核细胞、巨噬细胞等，通过促进促炎介质的分泌介导炎症反应。TREM-1在体内有膜结合型(mTREM-1)和可溶型(sTREM-1)两种存在方式。TREM-1是由胞外区、跨膜区、胞浆区三部分组成的跨膜糖蛋白,共含有234个氨基酸。其中胞外区是194个氨基酸残基组成的V型免疫球蛋白样结构域；跨膜区含29个氨基酸,其中带正电荷(+)的赖氨酸残基可与衔接蛋白DNAX激活蛋白12(DAP12)跨膜区上带负电荷(-)的天冬氨酸偶联；胞浆区无信号转导序列，只含5个氨基酸残基[3]。这种复合物主要是通过跨膜区带正电荷(+)的赖氨酸与DAP12中带负电荷(-)的天冬氨酸之间独特的静电作用来维持稳定性的，这是其细胞内信号转导通路所必需的。

2 TREM-1配体及配体结合位点

TREM-1通过和相应配体的交联,引发细胞内信号级联反应，从而触发和放大炎症反应。目前体外研究TREM-1时，大多依旧使用其单克隆抗体，而非天然抗体，这使得实验结果可能存在偏差。Bouchon等[2]最早介绍了TREM-1的活化方式，即TREN-1和其单克隆抗体结合，诱导细胞分泌大量的趋化因子和促炎因子，引发炎症反应。Bleharski等[4]进一步发现，TREM-1与配体结合后和Toll样受体(TLR)能发挥协同放大炎症反应的作用。Wong-Baeza等[5]发现TREM-1/Fc嵌合体融合蛋白可以抑制脓毒症患者血清激活单核细胞，TREM-1的天然配体可能表达于血清中。Haselmayer等[6]提出血小板的表面含有TREM-1的天然配体，他们发现TREM-1/Fc嵌合体融合蛋白呈浓度依赖性与血小板结合后，可促使脂多糖诱导的中性粒细胞活化,且该结合可被TREM-1的拮抗剂LP17阻断。EI Mezayen等[7]表明坏死细胞裂解产物中出现了TREM-1的天然配体，TREM-1/Fc嵌合体融合蛋白能减少坏死细胞裂解产物引发的炎症因子的分泌，并推测TREM-1/Fc嵌合体融合蛋白相应的TREM-1区域可能含有配体的结合位点。Gibot等[8]指出TREM-1的天然配体在腹膜炎大鼠模型的中性粒细胞表面表达,结合位点可能存在于TREM-1分子中CDR3附近具有较高保守性的区域。目前对于TREM-1天然配体及配体的结合位点仍不明确，需要进一步探究。

3 TREM-1的胞内信号转导途径

TREM-1与配体结合后，通过衔接蛋白DAP12和模式识别受体(PRR)两种形式参与胞内的信号转导和级联放大，放大炎症反应。而PRR又由Toll样受体(TLRs)和核苷酸结合寡聚化结构域样受体(NLRs)组成。

3.1 TREM-1与DAP12信号途径

TREM-1与配体结合，使位于DAP12胞浆区免疫受体酪氨酸活化基序(ITAM)中的酪氨酸激酶被活化，为脾脏酪氨酸激酶(SKY)提供了衔接位点，诱导SKY激活，以进一步促进含有CBL和生长因子受体结合蛋白-2(GRB-2)衔接复合物的募集和酪氨酸磷酸化，从而诱导磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)、磷脂酶-C-γ(PLC-γ)和胞外信号调节激酶(ERK)通路激活[2、9]，这些通路激活后能增加Ca2+动员、肌动蛋白细胞骨架重构和转录因子如ELK1、NFAT、AP1和核因子κB(NF-κB)的活化，从而导致细胞内趋化因子和促炎因子分泌增多，抗炎因子分泌减少，并伴随中性粒细胞的活化和活性氧的释放[10]。此外，TREM1诱导的PI3K和ERK通路激活可以通过灭活促凋亡因子和抑制线粒体细胞色素C(CytoC)的释放来维持线粒体的完整性和细胞活性[11]。

3.2 TREM-1与TLR信号途径

TLRs是可以识别不同病原体相关分子模式(PAMPs)和无菌组织损伤相关分子模式(DAMPs)的受体，在先天性免疫反应中的作用至关重要。已经证实TREM-1和TLR信号通路的激活都能促进炎症反应的发生，且两者具有协同作用[12]。活化的TLR能够导致胞质中Toll/IL-1受体(TIR)结构域与TIR结构域上的髓样分化因子88(MyD88)相结合，促使白介素-1受体相关激酶(IRAK-1)和促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)发生磷酸化，最终激活NF-κB[13]。TREM-1可以通过增强TLR信号通路中相关蛋白酶的活性，放大TLR信号途径介导的炎症反应[14]。在中性粒细胞中TREM-1能激活IRAK-1，而IRAK-1的激活是TREM-1和TLR信号通路互相作用所必不可少的[15]。另外TLRs还可以通过PI3K通路激活TREM-1[16]。活化的PI3K协同参与TREM-1和TLRs信号通路释放活性氧(ROS)激活其下游的DAP12通路和TLRs(MyD88通路)的过程，最终导致氧化应激反应。这些炎症信号途径的激活会诱导细胞炎症因子的分泌增加，最终导致过度的炎性反应[17]。

3.3 TREM-1与NLR信号途径

NLRs可以检测病原微生物的感染，也可以检测损伤无菌组织。在NLRs中，NOD1和NOD2是两个定义明确的胞质PRR，NOD1和NOD2都包含衔接配体的区域C-末端富含亮氨酸重复序列(LRR)、中心为核苷酸结合寡聚域(NACHT)和N-末端半胱天冬酶(caspase)募集结构域(CARD)[18]。NOD激活可以使NACHT结构域寡聚化，导致CARD结构域招募具有同样结构域的受体相互作用蛋白2(RIP2)并激活RIP2。已证实活化的RIP2是NOD诱导NF-κB激活的关键[19]。此外，RIP2还能通过激活转化生长因子-β激活激酶1(TAK1)，激活MAPK和NF-κB信号途径[20]。而由NOD介导的MAPK和NF-κB信号通路激活后能诱导细胞分泌大量炎症因子[21]。TREM-1对NOD1和NOD2配体诱导的促炎介质的产生具有协同作用[22]。用TREM-1激动剂或NOD1/2配体刺激单核细胞可导致丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(AKT)和p38MAPK磷酸化并协同产生炎症细胞因子[22]。从机制上讲，TREM-1激活可以增加NOD2的表达，诱导caspase-1激活，进而激活与RIP2/CARD9有关的NF-kB，诱导炎性细胞因子如白介素IL-8等的分泌。此外还导致自分泌环中其他炎症介质如白介素IL-6释放增多[22]。

4 TREM-1在相关神经系统疾病中的作用

4.1 TREM-1在动脉粥样硬化中的作用

动脉粥样硬化(AS)的是固有免疫与适应性免疫应答介导的慢性炎症性病变过程，在脂蛋白、单核细胞来源的巨噬细胞和动脉壁其他成分之间的共同作用下发生进行性损害。Zysset等[23]通过实验证明TREM-1可以促进由饮食导致动脉粥样硬化的发展过程。异常的血脂促进mTREM-1表达，而mTREM-1能诱导骨髓单核细胞分化，促使单核/巨噬细胞表达增加。另外TREM-1还会造成脂类代谢异常，增加细胞内脂质沉积，泡沫细胞生成增多，加速动脉粥样硬化的发生过程。Rao等[24]发现TREM-1通过促使基质金属蛋白酶(MMPs)发生磷酸化，降解胶原蛋白，增加粥样斑块的不稳定性。戴道鹏等[25]发现患者血清TREM-1的表达水平与斑块进展的严重程度具有正相关性。因此，通过控制TREM-1的表达水平可能为AS的治疗提供新思路。

4.2 TREM-1在缺血性脑卒中中的作用

脑卒中是一种严重的威胁着人们生命安全的脑血管疾病。研究发现脑缺血后神经炎症是导致神经元损伤和死亡的缺血级联反应中的关键因素。在急性缺血性中风期间，损伤的缺血性脑组织中的内源性分子被认为激活了TREM-1信号通路和下游的炎症机制[26]。Yu等[27]通过实验证明抑制TREM-1可以对缺血介导的神经元损害起到保护作用，并通过减少氧化应激和焦亡减轻小胶质细胞诱发的神经炎症。XU等[26]研究发现小胶质细胞TREM-1可以通过与SKY相互作用激活CARD9/NF-κB和NLRP3/Caspase-1通路，从而导致炎症细胞因子和趋化因子的产生和焦亡，抑制TREM-1的活化可以抑制TREM-1/SYK通路的激活及随后炎症反应的发生过程，从而挽救中风的预后。因此，卒中后免疫反应通过靶向TREM-1信号通路为急性缺血性卒中的治疗干预提供了延长的窗口。

4.3 TREM-1在脑出血后继发性脑损伤中的作用

脑出血(ICH)是一种发生率高、致残率高、病死率也高的神经系统疾病[28]。导致ICH预后不良的关键是继发性脑损伤,而炎症又在ICH后继发性脑损伤中起到关键作用[29]。LU等[30]研究发现TREM-1通过诱导脑出血后小胶质细胞的极化加重神经炎症反应，这种调节部分是由PKCδ/CARD9信号途径的参与和促进TREM-1的高迁移率族蛋白B1(HMGB1)活性来实现的。段红玲等[31-32]在大鼠ICH后血肿周边的脑组织中发现TREM-1与其下游的因子p38MAPK与ERK1/2表达水平增高，且呈动态变化。抑制ICH大鼠脑组织中TREM-1的激活，下游通路中的p38MAPK与ERK1/2的表达也被相应抑制，脑组织损的严重伤程度明显减轻。由此推测TREM-1可能参与激活下游p38MAPK/ERK1/2信号通路，促进细胞炎症因子的表达，进而导致ICH后继发性脑损伤。TREM-1有望成为ICH患者治疗的新靶点。

4.4 TREM-1在帕金森病中的作用

帕金森病(PD)是最常见的神经退行性疾病之一，神经炎症已被证实为其关键病理特征之一[33]。小胶质细胞的激活能诱导神经炎症反应的发生，并能够导致炎症因子的产生和分泌[34]。自噬是一种由溶酶体诱导的降解过程，在机体内的发挥自我保护作用，抑制巨噬细胞的自噬会增加促炎性因子如诱导型一氧化氮合酶(iNOS)的产生和释放，加剧炎症反应[35]。McGeer等[36]在PD患者大脑黑质中检测到高度活化的小胶质细胞。Feng等[37]提出TREM-1在小鼠小胶质细胞(BV2)上表达，在BV2中敲除TREM-1可以减轻炎症反应的同时增加细胞的自噬。他们还通过实验在斑马鱼PD模型中证明TREM-1的合成肽阻断剂(LP17)可以抑制6-羟基多巴胺(6-OHDA)诱导的斑马鱼运动障碍，同时增强自噬，减少促炎性因子iNOS的产生，且在帕金森病大鼠模型中证实了LP17对6-OHDA诱导的PD综合症有一定的治疗效果，其机制可能是LP17抑制了TREM-1的表达和减轻了6-OHDA引起的酪氨酸羟化酶(TH)的衰减。由此推测，抑制TREM-1的表达对PD的治疗有意义。

4.5 TREM-1在星形胶质细胞瘤中的作用

星形细胞瘤是最常见的神经上皮性肿瘤，它的发生、发展不仅取决于星形细胞瘤自身，还与肿瘤细胞的趋化作用、肿瘤所在微环境中炎症细胞分泌的各种炎症因子相互作用有关[38]。TREM-1可能通过一系列免疫调节机制触发和放大肿瘤所在微环境中的炎症反应，参与肿瘤发生发展，并与其恶性程度及预后相关。通过抑制机体内的慢性炎症反应可以降低癌前病变人群或肿瘤易感人群罹患肿瘤或肿瘤复发的概率[39]。Liao等[40]认为机体内TREM-1介导的慢性炎症反应会使细胞高度增生，进而增加细胞的变异机率，诱发肿瘤形成。周定洲等[41]发现星形细胞瘤中TREM-1的表达增加，并与星形细胞瘤的恶性进展程度及预后有关。TREM-1对于评估星形细胞瘤生物学行为和恶性进展程度具有重要的参考价值。

5 小结与展望

研究证实了TREM-1通过多种方式介导炎性反应，发挥促炎作用，以此参与了疾病的发生、发展过程。由此设想，通过干预TREM-1的表达可能会让患者从中获益，但是目前对TREM-1的天然配体及其配体结合位点的研究还不成熟，也未能构建出抑制TREM-l基因表达的动物模型，这些都限制着我们深入研究TREM-1胞内信号转导通路，阻碍着我们研究出TREM-1拮抗剂。但是随着更深入、更广泛研究探索，TREM-1有希望成为中枢神经系统相关疾病的诊断标志和治疗靶点。