林 飞，王甜甜，何 义 综述，潘灵辉 审校

(广西医科大学附属肿瘤医院麻醉科,南宁 530021)

·综述·

P38 MAPK信号通路在急性肺损伤中作用的研究进展*

林 飞，王甜甜，何 义 综述，潘灵辉 审校

(广西医科大学附属肿瘤医院麻醉科,南宁 530021)

p38丝裂原活化蛋白激酶类；呼吸窘迫综合征,成人；炎症；细胞凋亡

急性肺损伤(acute lung injury，ALI)是住院患者急性呼吸道症状的主要原因，据统计，有超过10%的ALI患者需进入重症监护病房治疗[1]，在美国每年有接近20 000例发生ALI[2]。而我国ALI的发病率为38/10万，且病死率高达32%～55%，近年来还有逐步增高的趋势[3]。ALI的病理生理机制是肺泡上皮细胞和毛细血管内皮细胞的损伤，使肺泡屏障通透性增加，造成弥漫性的肺间质和肺泡水肿及炎性反应，表现为弥漫性的渗出和严重的低氧血症[4]。丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)细胞信号转导通路可将胞外刺激信号传导至胞内乃至其核内来调控基本的细胞生理过程，在细胞的生长、增殖、凋亡及分化等生理过程中扮演重要角色。其中，P38 MAPK是MAPK家族中的重要成员之一，在ALI发生、发展中起重要作用[5]，已成为研究 ALI发病机制的热点之一。因此，本文对P38 MAPK在ALI发病过程中的作用机制综述如下。

1 P38 MAPK信号通路概述

MAPK是存在于哺乳动物细胞内的一组丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。MAPK信号转导通路将细胞外刺激信号转至细胞内乃至其细胞核内，并在引起细胞生物学反应(如细胞增殖、分化及凋亡等)的过程中起着至关重要的作用。在哺乳动物细胞内MAPK信号通路主要有：P38 MAPK信号通路、细胞外信号调节酶(extracellular signal-regulate kinase，ERK)信号通路、c-jun氨基末端激酶(c-jun N-terminal kinase，JNK)信号通路。其中，P38 MAPK是MAPK信号通路中的主要成员。

P38 MAPK有4种亚型，由哺乳动物基因组编码表示为α、β、γ和δ。其中P38α是炎性反应的主要调节器，它在所有类型的细胞和组织中广泛表达，但是在脑、肝、胰腺的表达水平比较低。P38β在脑、胸腺和脾中高表达，但在骨骼肌中不表达。P38γ在肌肉中表达非常丰富，在其他组织中的表达比较少。P38δ在胰腺、肠、肾上腺、肾脏、心脏中表达水平比较高[6]。P38 MAPK信号通路是非常保守的三级磷酸化酶促级联反应。大多数情况下细胞外刺激信号与受体特异性结合后通过MAPK激酶激酶(mitogen activated protein kinase kinase kinase，MKKK)作用于MAPK激酶(mitogen activated protein kinase kinase，MKK)，使其磷酸化活化，而活化的MKK3/MKK6会作用于P38 MAPK，使其磷酸化活化。而P38 MAPK下游信号是非常多样的，可导致超过60种不同的底物蛋白磷酸化[7]。

2 P38 MAPK信号通路参与ALI的致病机制

2.1调控炎性反应 P38 MAPK在炎性反应中的作用是在对小鼠使用抗炎药物SB203580后首次发现的，表现为抑制脂多糖诱导单核细胞产生肿瘤坏死因子(tumour necrosis factor，TNF)、脓毒症和内毒素休克，被确定为蛋白激酶P38α/β[8]。有实验表明，阻断P38 MAPK信号通路可以减轻急性呼吸窘迫综合征发病过程中失控的炎性反应，进而有效地保护肺泡上皮细胞和毛细血管内皮细胞[9]。刘明伟等[10]的实验表明，阿伐他汀可通过抑制P38 MAPK的表达，进一步地抑制TNFα、白细胞介素-6(interleukin-6，IL-6)等炎症介质及核因子-κB(nuclear factor-κB，NF-κB)的活化，使百草枯中毒大鼠肺组织损伤明显减轻。Zheng等[11]的实验研究表明，使用SB239063抑制p38α和β可抑制白细胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)的表达，减轻炎性反应从而保护由肠缺血再灌注引起的ALI。而在P38γ/δ双缺失的小鼠中受到脂多糖刺激后，表现为TNF显著减少及更加的耐受内毒素引起的损伤[12]。这说明P38 MAPK的4种亚型在ALI的炎性反应中均有着复杂的作用机制。

P38 MAPK信号转导通路还可通过P38 MAPK-MK2/MK3-TTP轴来快速上调哺乳动物的炎症[13]。P38 MAPK活化后可使丝裂原活化蛋白激酶激活蛋白酶2/3(mitogen-activated protein kinase-activated protein kinase-2/3，MK2/MK3)磷酸化，而活化的MK2/MK3可使锌指蛋白(tristetraprolin，TTP)磷酸化活化，增强TNF-α的稳定性和刺激细胞因子mRNA的翻译。Menon等[14]的研究发现，在炎性反应中还存在着一种新的正反馈循环，即肿瘤进展轨迹2(tumor progression locus 2，TPL2)激活MKK3/6，活化的MKK3/6可使P38 MAPK磷酸化活化，活化的p38γ/δ又能使TPL2维持稳态水平，从而形成一种正反馈来加快炎性反应。Ittner等[15]的研究认为P38δ可通过抑制1型多囊肾病基因(polycystic kidney disease gene 1，PKD1)的活性，控制中性粒细胞在体内的募集和趋化性，进而可能对肺组织损伤的程度起决定性作用。

2.2调控细胞凋亡 细胞凋亡是促进凋亡信号裂解和激活半胱天门冬蛋白酶(cysteine aspartatespecific proteinase，Caspase)的一个高度管制的过程，它是ALI发病过程中的一个重要的病理特征。通过抑制Caspase的活性来抑制细胞凋亡可防止肺损伤，表明在细胞凋亡诱导的肺损伤中Caspase的激活是不可缺少的[16]。研究表明，抑制P38 MAPK可以抑制Caspase3/7的活性来防止体内的细胞凋亡[17]。MK2是P38 MAPK的直接下游底物，也是热休克蛋白(heat shock protein 25/27，HSP25/27)磷酸化的直接上游信号。Damarla等[18]的研究表明，小鼠受到脂多糖刺激后可激活p38-MK2-HSP25/27信号通路和凋亡级联反应，凋亡级联活化后促使Caspase3转位到细胞核导致细胞凋亡发生肺损伤；在MK2-/-的小鼠中，MK2的缺失可以使Caspase3滞留在细胞质中，从而保护其免受脂多糖引起的血管通透性升高和细胞凋亡的影响。

2.3调节内皮通透性 ALI的特点是肺血管通透性增加，伴随着肺泡液体清除能力降低，血管的渗漏、肺水肿、炎性反应均与内皮功能障碍有关[19]。微管作为细胞骨架的重要组成部分，保障着内皮功能的正常运作，它具有调节细胞迁移和有丝分裂、维持细胞形态及保证细胞器的运输等多种功能。微管组装/拆卸和空间重排的动态改变是内皮屏障通透性增加的主要原因[20]。其中，微管相关蛋白4(microtubule-associated protein 4，MAP4)可促进微管蛋白装配，对维持微管细胞骨架和细胞间的连接结构是重要的。有研究表明，P38 MAPK是缺氧导致细胞MAP4磷酸化的上游激酶[21]。Li等[22]用脂多糖刺激人肺微血管内皮细胞在体外模仿炎症引起的内皮损伤，证实了在由炎症引起的ALI中，P38 MAPK作为上游激酶，促进MAP4磷酸化诱导微管蛋白的解离，这种磷酸化后引起微管解聚和血管通透性升高；使用P38 MAPK抑制剂SB203580后，抑制了MAP4磷酸化及其相应微管蛋白的解离，促进了微管的重塑，并降低了血管通透性。然而脂多糖是如何诱导微管分解从而调节内皮屏障功能尚有待进一步研究。

3 对ALI的药物研究现状

针对控制炎性反应以减轻器官损伤的药物干预研究一直是临床研究的热点。改进的P38 MAPK抑制剂已经合成并且进入Ⅰ、Ⅱ期临床试验中，不幸的是，大多数的临床试验表明P38 MAPK抑制剂显示缺乏显著疗效或存在明显的不良反应，包括皮疹、肝毒性等。因此，这些抑制剂至今尚未进入Ⅲ期临床试验[23]。P38 MAPK抑制剂临床试验失败可能与抑制p38阻碍了上游相关蛋白激酶的反馈控制有关，这种反馈调节的缺失可导致P38 MAPK、JNK和NK-κB等因子的激活，进而导致炎性反应的失控[24]。而急性呼吸窘迫症的治疗药物，如糖皮质激素、他汀类药物、N-乙酰半胱氨酸、前列腺素 E1、肺泡表面活性物质、β肾上腺素受体等被发现虽具有改善短期的临床疗效作用，但缺乏降低患者病死率、改善患者远期生活质量的充分证据，还需要临床大规模多中心对照研究的进一步证实[25]。

综上所述，P38 MAPK可通过调控炎性反应、细胞凋亡、内皮通透性等途径参与ALI的发生、发展。但是P38 MAPK抑制剂的临床试验失败提示需要更加深入研究P38 MAPK在肺损伤过程中的复杂机制，以及其与其他信号通路之间存在的多层次、交叉的相互作用，从而为ALI的治疗提供新的方向。

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10.3969/j.issn.1671-8348.2017.35.041

国家自然科学基金资助项目(81560018)；广西医疗卫生适宜技术研究与开发课题资助项目(S201418-05)。

林飞(1979-)，副主任医师，博士，主要从事围术期肺损伤防治的基础和临床研究。

R563

A

1671-8348(2017)35-5023-03

2017-03-18

2017-06-26)