王 伟，于力克，徐春华，张映铭

（东南大学医学院附属南京市胸科医院：1内镜中心，2肺灌洗中心，江苏 南京210009；3南京市呼吸和影像临床医学中心，江苏南京 210009）

0 引言

p53作为抑癌基因，具有“基因守护者”之名，在调节细胞周期、促凋亡、及阻遏恶性肿瘤发生发展等方面发挥重要作用［1-3］。p53上调凋亡调控因子（p53 up-regulated modulator of apoptosis，PUMA）是 p53下游靶基因，最早被 Nakano 等［4］定位于 19q1 3.3～1 3.4。PUMA 基因具有四种亚型（α，β，γ，δ），其中 γ，δ 缺少BH3结构域，无法诱导细胞凋亡。PUMA蛋白属于Bcl-2亚家族，在人和大鼠基因组中具有高度保真性；但当生物体处于应激状态时，PUMA可被激活上调，促进细胞凋亡。与以往发现的其他p53靶基因比较，PUMA的促凋亡功能具有两方面重要特征：①PUMA经内、外源性p53诱导激活后再与p53二者联合，表现出强大的促凋亡功能，且PUMA几乎介导p53依赖的所有凋亡信号，因此被认为是p53诱导细胞凋亡信号途径的最关键成员［5］。②PUMA的活化方式复杂多样，不仅可以介导p53依赖／p53非依赖的凋亡信号，也可通过胞内核浆信号转导等反馈性影响，与Bcl凋亡家族基因起到相互调控作用［6］。一直以来，有关p53／PUMA通路的研究多侧重于恶性肿瘤、神经系统疾病等方面［7-10］，然而随着细胞发源和分子机制研究的深入，p53／PUMA在器官损伤修复和纤维化中的作用也逐渐为人所认识，本文拟对近年来p53／PUMA信号通路与纤维化疾患的研究按不同器官作相关综述。

1 p53和／或PUMA与器官纤维化

1.1 p53和／或与肾纤维化 糖尿病肾病（diabetic nephropathy，DN）是1型糖尿病患者首位死因和2型糖尿病的最常见并发症之一，又称糖尿病性肾小球硬化症，其中肾纤维化是病变的关键病理环节。Deshpande等［11］检测 DN小鼠肾皮质细胞的 p53、TGF-β与肾小球纤维化程度相关；进一步研究发现DN小鼠模型中存在TGF-β诱导的p53-miRNA-192反馈环路，TGF-β激活可促进该环路效应放大，加剧纤维化。Samarakoon等［12］对梗阻性肾病继发肾纤维化的研究做了荟萃分析，结果提示，p53与TGF-β1／Smad有协同作用，p53表达上升加重了梗阻性肾病的纤维化程度。这些研究提示p53信号通路参与促进肾纤维化的发生，其发生机制中存在microRNA的表观修饰调控。

1.2 p53和／或PUMA与肝纤维化 肝纤维化是对各种因素引起慢性肝脏损伤的一种代偿性反应，轻度者可逆转，如刺激因素持续也易于继发肝硬化，非酒精性脂肪性肝炎（non-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）即是其一，肝细胞脂性凋亡是预示肝纤化发生的重要标志。Daugherity等［13］发现该病模型小鼠肝细胞的氧化应激和脂性凋亡明显增加，导致PUMA和共济失调毛细血管扩张症突变蛋白（ataxia telangiectasia mutated，ATM，属于DNA损伤关卡蛋白）活化，表达上升，促进了肝纤维化发生；而敲除ATM基因的NAFLD小鼠的PUMA表达水平明显下降，肝纤维化病理改变亦相应缓解。亦有研究［14］发现，向经四氯化碳暴露处理的小鼠予以慢性酒精刺激，构建肝纤维化模型，发现小鼠肝细胞特异性缺氧诱导因子（hepatocyte-specific hypoxia-inducible factor 1α， HIF1α）过表达，诱导p53k386水平升高，PUMA蛋白表达增加，促进了肝细胞凋亡失衡和肝纤维化的发生发展。肝星状细胞（hepatic stellate cell，Hsc）是肝脏分泌细胞外基质（extracellular matrixc，EcM）的主要细胞，其激活和增殖是肝纤维化发生的关键环节，如何控制Hsc的激活，逆转肝纤维化进程，是抗肝纤化研究的热点之一。新近研究［15］发现，柴胡皂苷可能通过内在线粒体依赖的信号通路调控人和小鼠肝星状细胞株T6（hepatic stellate cell line-T6，HSC-T6）的 PUMA 上调和抗凋亡蛋白Bcl-2下调，促进Hsc凋亡，从而控制肝纤化进展。

1.3 p53和／或PUMA与皮肤及附属器的纤维化皮肤及附属器是最易发生损伤修复的器官组织，主要是因为皮肤成纤维细胞（skin fibroblasts，SF）的活化增殖与瘢痕形成、皮肤硬化关系密切。研究［16］表明，皮肤成纤维细胞p53／PUMA在皮肤损伤后修复过程中有过表达现象，可能参与皮肤纤维硬化和瘢痕形成。也有研究［17］表明，喜嚼槟榔者易于诱发口腔黏膜下纤维化（oral submucous fibrosis，OSF），取材其口腔黏膜细胞，发现p53呈现过表达。滑膜增生是类风湿关节炎（rheumatoid arthritis，RA）关节硬化的主要病理改变，其程度与RA患者关节功能和预后密切相关。Cha等［18］发现，Slug蛋白是Snail锌指转录因子超家族成员之一，是E-钙黏蛋白（E-cadherin）启动子的抑制子，研究中发现，经H2O2氧化应激诱导后，RA患者滑膜组织中成纤维细胞样滑膜细胞（fibroblastlike synoviocytes，FLS）的 Slug明显升高，而经 Slug siRNA处理的FLS中PUMA表达亦升高，该过程不受p53调控。这一实验验证了PUMA可不依赖p53发挥促凋亡作用，并表明PUMA与Slug存在调控关系，后者可能成为未来治疗RA的潜在靶点。

1.4 p53 和／或 PUMA 与心肌纤维化 有实验［19］表明，p53／PUMA-／-小鼠的心脏血管在超压力负荷刺激状态下出现了血管壁纤维化，而p53／PUMA+／+小鼠未出现类似效应，提示p53／PUMA的表达异常参与调控心脏血管纤维化进程。多柔比星诱导的心肌纤维化小鼠模型中，p53蛋白异常表达与心肌纤维化具有相关性［20］。心衰小鼠模型试验也观察到，心肌血管内皮细胞p53基因缺失，可减轻血管压力负荷，阻遏心肌从肥大向纤维化衰竭的恶化，而p53基因表达上调则导致心肌血管稀疏和心肌纤维化［21］。应用凋亡诱导剂诱导分离的缺血-再灌注模型小鼠的心肌细胞，可促进其凋亡，然而，进一步下调胞内PUMA基因表达则可阻止心肌细胞凋亡，表明虽有外界诱导凋亡的刺激，但真正执行凋亡程序仍需PUMA参与；进一步条件敲除小鼠PUMA基因，并建立主动脉弓缩窄模型，发现PUMA-／-鼠心肌细胞的凋亡和纤维化得以减缓；且该作用不完全依赖p53的激活。更进一步，在慢性扩心病致心衰鼠模型上重复试验，未见类似心肌细胞表型改变。故推论：PUMA是细胞应激下心室重构和心力衰竭过程信号通路的关键组成部分，可望成为未来治疗应激性心衰的靶点［22］。

1.5 p53和／或PUMA与肺纤维化 肺纤维化一直是困扰临床的难题［23］，目前尚无特效治疗方法。传统观点认为，炎症是导致IPF损伤和纤维化的主要原因，后发现临床抗炎治疗收效甚微。新近研究理念认为：肺成纤维细胞（pulmonary fibroblasts，PF）增殖与纤维形成可独立于炎症发生，PF活化和凋亡失衡是肺纤维化的关键环节，因此，细胞凋亡及相关信号通路作用现已成为肺间质疾病的研究热点之一［24］。有研究［25］通过活性氧产物对原代培养的IPF小鼠肺成纤维细胞造成氧化应激压力，发现鼠PF出现异常活化增殖，产生肺纤维化病理改变，并发现在此过程中p53的早期磷酸化和不同表达水平的PUMA蛋白通过内、外凋亡途径诱导了PF凋亡失衡，进一步机制研究发现，加入ATM的激酶抑制剂，上述效应可减弱缓解。该实验表明，ATM是p53／PUMA在是诱导PF异常凋亡的一个关键激活信号，有望作为IPF潜在的治疗靶点。同样，肺泡Ⅱ型上皮细胞凋亡是IPF病情进展的重要标志。Bhandary等［26］制作IPF小鼠模型，发现博来霉素诱导肺泡Ⅱ型上皮细胞中p53表达明显上升，且p53基因中有与尿激酶型纤溶酶原激活剂（urokinase-type plasminogen activator， uPA）和纤溶酶原激活物抑制剂-1（plasminogen activator inhibitor-1，PAI-1）的结合序列，在出现肺纤维化时这种结合效应增强，实验提示，抑制p53-uPA、PAI-1表达可能作为一种新的干预策略，来防治急性肺损伤和肺纤维化。

上述试验从细胞-动物水平证实p53和／或PUMA在肺纤维化进程中发挥重要作用。Oshikawa等［27］从临床角度出发，检测了IPF、肺癌、肺气肿患者和健康志愿者的血清中抗p53抗体，发现IPF组患者p53抗体水平明显升高，认为其表达与肺纤维化有正相关性，但未具体研究p53通路在IPF中的具体调控基因。Bridges等［28］分析了17例IPF患者病变肺组织基因表达谱，发现p53／PUMA通路可能通过调控凋亡抑制蛋白Twist1来诱导肺成纤维细胞增殖，促进肺纤维化发展，二者实验初步表明p53和PUMA很可能参与调控IPF患者的临床疾病演变。作者所在课题组前期实验也发现，矽肺患者血清p53／PUMA表达高于健康对照组，以SiO2诱导人肺成纤维细胞后，胞内p53、PUMA表达均上调，并参与调控成纤维细胞活化、增殖和迁移，导致胶原沉积进而出现肺纤维化［29］，为 p53／PUMA 通路调控肺纤维化进程提供了一定的临床和实验依据，提示p53／PUMA有望作为肺纤维化这一顽疾未来治疗的潜在药物靶点。

2 结语

上述多项研究表明，p53／PUMA通路以多种方式参与调控了生物体大部分脏器的损伤修复和纤维化过程；不仅如此，新近研究［30］通过条敲方式还发现p53／PUMA可调控多能干细胞传代，使经受DNA损伤的机体细胞继续存活，故此推测调控p53／PUMA通路的信号分子有望成为干细胞治疗脏器纤维化疾病的潜在靶点。 综合前述研究，Slug、ATM、p53、PUMA均可能成为候选靶向分子。当然，基于p53自身抑癌基因特性和PUMA调控凋亡的信号网络机制复杂等情况，合理调控该通路，使之能真正转化为临床可用药物靶点还有待深入研究。相信随着基础-临床实验的不断深入，p53／PUMA通路及相关蛋白在治疗器官纤维化方面将会取得突破性进展。

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