王璐，陆晓鸥，陈宏泉

（青岛大学附属医院，山东青岛266003）

细胞内信号转导通路包含许多支架、转接和效应蛋白以保证细胞外刺激信号在特定的多蛋白复合物或亚细胞间的传递。支架蛋白被定义为没有任何酶活性的分子，但有能力与至少两种其他信号蛋白结合，并装配各种各样的多蛋白复合物，这些蛋白物是整合和传递细胞表面受体信号所必需的[1]。含有CARD（Caspase-扩增域）的支架/适配器蛋白被称为CARD蛋白，在调控各种信号通路中发挥重要作用，包括细胞凋亡、NF-κB信号通道及炎症信号通道[2]。

目前已经发现有33种CARD蛋白广泛参与到有关信号通路中，CARD蛋白家族有很多分类方式，可以根据结构、功能、相关信号复合物对其进行分类。Bouchier-Hayes等[3]根据结构和功能对CARD蛋白进行分类。基于蛋白质的整体结构域，含碳的蛋白质可分为4个亚群。随后有研究者对其进行补充，目前存在6个亚群：分别为：①NBD-CARDs，如Apaf-1、CARD12、CARD7、CARD4、CARD15 等；②Coiled-coil-CARDs，如 CARD9、CARD10、CARD11和CARD14等；③Multipartite-CARDs，如cIAP1、cIAP2、MDA5、RIG-I 等 ；④ Bipartite-CARDs，如RIPK2/RICK/RIP2、caspase-1，-2，-4，-5，-9 和CARDINAL/CARD8等 ； ⑤ Shorthair-CARD，如CARD16、CARD17、CARD18、Bcl10 等；⑥Longhair-CARD，如 CARD6，MAVS、QRICH1 等。各种 CARD蛋白通过不同的信号通路参与相关疾病的发生，目前已发现7个含有CARD的信号复合物，包括：凋亡复合体、炎症复合体、nodosome、CBM复合体、TRAF2复合体、MAVS信号小体和PIDDosome。与凋亡有关的CARD蛋白包括：Apaf-1和caspase-9，哺乳动物的细胞凋亡需要激活启动子caspase-9，caspase-9酶原的激活和成熟caspase-9的催化都依赖于Apaf-1凋亡体[4]。参与炎症组成的蛋白家族包括：NLR和PUHIN家族，两种含CARD蛋白的NLRs家族成员NLRC4和NLRP1可以直接与procaspase-1相互作用参与炎症反应[5]。CARD蛋白家族中的 CARD10、CARD11、CARD14 又被成为CARMA三姐妹，分别是 CARMA3、CARMA1、CARMA2，最初它们因均可调节BCL10的功能活性被分类，通过形成CBM复合体激活NF-κB信号通路，从而参与一系列的免疫、肿瘤、炎症激活等作用机制[6]。其他3种TRAF2复合体、MAVS信号小体和PIDDosome复合体，分别参与NF-κB信号通路、先天免疫的抗病毒反应，DNA损伤反应等[7]。目前已经发现CARD蛋白与多种疾病相关联，包括：血液系统肿瘤、肺癌、乳腺癌、皮肤肿瘤等肿瘤性疾病；克罗恩病、慢性胃炎、特应性皮炎等炎症性疾病及炎症相关的心血管疾病；痛风性关节炎、强直性脊柱炎等自身免疫性疾病。以下将介绍CARD蛋白家族在真菌感染性疾病、皮肤鳞癌、特应性皮炎、银屑病、毛发红糠疹等皮肤疾病的发病过程中所起到的作用。

1 CARD9与真菌感染性疾病

CARD9可以在多种组织及器官中表达，包括脾、肝、胎盘，其在外周血、脑、骨髓以及胎儿骨髓细胞中高表达，尤其是巨噬细胞和树突细胞中高表达[8]。CARD9是BCL10和NF-κB的上游激活剂，Dectin-1/CARD9通路参与白细胞介素（IL）-17A介导的CD4细胞的分化并诱导产生大量的IL-2、IL-6、IL-10、肿瘤坏死因子（TNF）-α 和 IL-23，CARD9信号不仅可以调节哺乳动物对某些真菌、细菌和病毒的先天免疫反应，还能参与诱导某些适应性免疫[9-10]。人的CARD9基因突变可以导致蛋白质结构、表达或功能的改变，并与炎症反应相关，参与真菌感染、克罗恩病、溃疡性结肠炎、强直性脊柱炎以及肺结核等疾病[11]。

慢性黏膜及皮肤的念珠菌病存在于各种IL-17免疫缺陷（如，常染色体隐性IL-17RA不足，常染色体显性IL-17F不足，STAT1的单等位基因的功能性突变）人群[12]。IL-17是由CD4细胞分泌，Th17细胞和γδT细胞是在白色念珠菌侵入人体黏膜或皮肤后产生的，IL-17通过上调促炎细胞因子，包括：IL-6、嗜中性粒细胞趋化因子如 CXCL1、CXCL5、抗菌肽等调节真菌免疫，以抑制真菌过度生长[13]。常染色体隐性CARD9缺乏易感染深部真菌病及侵袭性念珠菌病，CARD9缺乏可以造成分泌IL-17的Th17的数目减少及分化能力受损[14]。真菌被宿主免疫系统的固有模式识别受体（Pattern recognition receptors，PRRs）识别，包括中性粒细胞、单核细胞/巨噬细胞和树突细胞的表面均有PRRs，其由很多成员组成，其中C型凝集素受体（C-type lectin receptors，CLRs）Dectin-1、Dectin-2 和 Mincle 在真菌免疫中起至关重要的作用，这些受体与真菌细胞壁结合，作为起始反应从而引发一系列的信号级联反应进而刺激巨噬细胞产生吞噬作用，诱导促炎趋化因子及细胞因子的释放[15]。尽管这些CLRs各自有独立的功能，但他们可利用共同的信号通路包括Syk激酶及CARD9信号受体[16]。CARD9信号级联由β-葡聚糖与Dectin-1的结合发起，进而触发Dectin-1磷酸化、Dectin-2的结合、真菌的甘露聚糖刺激巨噬细胞诱导产生C型凝集素，以及包含ITAM信号的适配器FcRy的磷酸化，这些磷酸化事件激活SKy激酶，进而活化蛋白激酶C，后者可使CARD9在T231蛋白上磷酸化[17]，磷酸化的CARD9可招募BCL10、MALT1形成CARD9-BCL10-MALT1（CBM）复合体激活NF-κB通路，进而参与机体抗真菌的免疫应答[18]。

2 CARMA家族与相关皮肤疾病

CARMA家族目前被广泛探究。CARMA1突变被证明在B细胞淋巴瘤的发病过程中发挥重要作用，并且在人类免疫缺陷疾病中也有一定意义；CARMA2的突变与皮肤炎症性疾病的遗传相关，包括家族性银屑病和毛发红糠疹；CARMA3参与G蛋白偶联受体（GPCR）和生长因子受体（EGFR）诱导的NF-κB异常活化可引起各种肿瘤、炎症以及动脉粥样硬化的发生和发展[6]。目前其与皮肤病相关的研究较少。下文将总结CARMA1和CARMA2与皮肤病的相关性。

2.1 CARD11与皮肤鳞状细胞癌及特应性皮炎CARD11又称为CARMA1，主要在淋巴组织中表达，如脾、胸腺及外周血液中。CARD11在免疫应答中参与B和T细胞以及NF-κB之间的信号转导，CARD11的活动受特定的抑制域的控制，该抑制域可以在受体触发反应前阻止相应的协同因子结合从而阻止免疫应答，CARD11突变可以导致抑制域的作用丧失从而导致肿瘤的发生[19]。CARD11与BCL10、MALT组成复合物（CBM），在抗原抗体受刺激后的信号传递中起重要作用，其可以激活NF-κB及AP-1，从而调节淋巴细胞的增殖、分化和存活。CBM复合物的异常活动与侵袭性淋巴瘤有关，最初CARM1的功能突变被发现存在于弥漫大B细胞淋巴瘤的患者中，后被发现在急性T细胞白血病/淋巴瘤、Sezary综合征及B细胞淋巴增殖性疾病患者中发现[20]。CARD11基因突变与皮肤肿瘤也存在相关性，Watt等[21]发现，CARD11在正常皮肤与皮肤鳞状细胞癌皮损的表达差异显著，其在皮肤鳞癌中的表达上调，并且导致P65及NF-κB的激活。Ma等[22]发现CARD11的1个单一的轻度的基因突变可能会引起细胞缺陷从而导致特应性皮炎的发生。他们发现4个患有严重特应性皮炎的家庭中存在杂合性CARD11突变，CARD11突变可以导致T细胞功能缺失以及干扰抗原受体激活 NF-κB通路和mTORC1激酶。

2.2 CARD14与炎症性皮肤病 CARD14又称CARMA2，最初被发现存在于人的胎盘和黏膜组织[23]。最近的研究表明，其在人表皮及真皮细胞中表达，参与如银屑病、毛发红糠疹等自身炎症性疾病[24]。

银屑病是一种对皮肤及其他器官有不良影响的自身免疫性疾病，其特点是角质形成细胞增生，炎症细胞因子和趋化因子增加，特别是以Th17、Th1细胞和炎性树突细胞浸润的病变斑块为特点[25]。目前一些遗传因素的改变导致银屑病的患病率增加，已经发现银屑病易感基因（PSORS1-PSORS16），然而PSORS区域内的易感性基因尚未确定。目前已经确定CARD14与银屑病易感位点PSORS2有明确相关性[26]。银屑病患者被发现存在半胱天冬酶招募领域的突变，其家族成员CARD14也引起研究者的注意，CARD14是一种可以调节NF-κB活化的支架蛋白，相关的CARD14突变可以导致NF-κB的信号增强。Shi等[27]通过META分析发现了CARD14 rs11652075多态性与银屑病之间的显著联系。Jordan等[26]阐述了在染色体区域17q25中CARD14基因在银屑病易感基因2即PSORS2位点上所起的作用，他们发现存在PSORS2区域的CARD14突变的两个家族（欧洲家族和台湾家族），以及1例泛发性脓疱型银屑病的儿童存在PSORS2区域的CARD14突变，与银屑病角质形成细胞相关的CARD14的突变导致NF-κB的活性增加以及促炎因子的转录增加，例如CCL20和IL-8。CARD14与BCL10、paracaspase MALT1形成一个信号复合物，致病性CARD14突变增强了这一过程，最终激活了MALT1蛋白酶活性和银屑病相关基因表达。CARD14sh是一种在人类皮肤中显著表达的CARD14亚型，已显示CARD14sh的过度表达通过其N-末端CARD结构域激活NF-κB依赖性萤光素酶，并与BCL10相互作用[28]。除了NF-κB信号外，CARD14还可以激活JNK和P38MAPK激酶通路，这些都依赖于MALT1，Afonina等[29]证明了CARD14与MALT1的相互作用，存在CARD14突变的银屑病患者中MALT1的蛋白水解活性和炎症基因的表达被显著激活，同时发现了MALT1缺陷或药物抑制MALT1的催化活性可以抑制致病性的CARD14导致的细胞因子的产生以及人角化形成细胞的趋化因子的表达。有些研究重点关注真皮细胞中的血管内皮细胞（Endothelial cell，ECs）在银屑病发病机制中的作用，与银屑病相关的CARD14突变的真皮ECs的转染导致一些趋化因子的表达增加，包括CXCL10、IL-8和CCL2，表明ECs中的CARD14表达可能通过增加趋化因子的表达和促进免疫细胞在皮肤中的招募而导致银屑病[30]。

毛发红糠疹（Pityriasis rubra pilaris，PRP）是一类与银屑病相关的丘疹性疾病，在受其影响的个体的皮肤中发现了CARD14的突变，并且发现p65被激活，常染色体显性PRP是家族性银屑病的等位基因，被证明是由CARD14的突变引起的，除了家族性PRP，偶发性的V型PRP也可能是由CARD14突变引起的，发病与NF-κB相关[31]。有研究报告患有PRP的一对母亲和儿子，是由于CARD14中的一个新的错误突变导致的，并描述了ustekinumab的临床效果。Ustekinumab是一种IL-12和IL-23的单克隆抗体。这份报告证明了在有CARD14突变的家族PRP中ustekinumab通过下调NF-κB信号发挥作用[32]。因此，研究CARD14对于寻找疾病新的的治疗方法以及预测疾病对药物的反应等均有一定的意义。

3 小结

CARD蛋白家族广泛参与各种疾病的发生、发展，其家族成员之间的相互作用是导致细胞凋亡或免疫反应的信号复合物形成的重要因素之一，从而参与各种疾病的发病过程，这也为CARD蛋白信号转导通路的靶向药物的研究提供了基础。目前关于CARD家族与皮肤病的关联也被不断发现，虽然有些相关作用通路被揭示，但还有许多具体的机制尚不明确，通过对CARD蛋白家族的不断探究，对于认识疾病的发病、各系统疾病的相关性以及疾病的治疗都有深远意义。