急性胰腺炎的发病机制研究进展及未来展望.pdf

第 卷第期年月西 安 交 通 大 学 学 报(医 学 版)J o u r n a l o fX ia nJ i a o t o ngU n i v e r s i ty(M e d i c a l S c i e n c e s)V o l N o M a r 本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版胰腺炎专题研究文礼,现任北京协和医院生物标志物研究平台主任,中国医学科学院/北京协和医学院助理教授、博士生导师、研究员.曾就职于上海交通大学医学院附属第一人民医院,先后担任上海市胰腺疾病重点实验室课题组长、副主任.课题组长期从事胰腺炎发病机制基础转化医学研究,围绕O r a i 钙内流通道钙调磷酸酶通路取得了一系列标志性研究成果.近年来,以第一或通信作者发表S C I论文 余篇,其中篇发表于G a s t r o e n t e r o l o g y.主持国家和省部级项目 项,其中国家自然科学基金项,年获得国家自然科学基金优秀青年科学基金,并先后入选上海市青年拔尖人才、上海市青年东方学者、上海市浦江人才计划(A类)等.担任中国研究型医院学会胰腺疾病专业委员会委员,P a n c r e a t o l o g y,J o u r n a lo fP a n c r e a t o l o g y编委,e G a s t r o e n t e r o l o g y、M i l i t a r y M e d i c a lR e s e a r c h青年编委.担任N a t u r eC o mm u n i c a t i o n s、A n n a l so fS u r g e r y、B r i t i s hJ o u r n a l o fP h a r m a c o l o g y、A c t aP h a r m a c e u t i c aS i n i c aB、P a n c r e a t o l o g y等期刊审稿专家.多次受邀在美国消化周、美国胰腺学会年会和欧洲胰腺俱乐部年会做口头报告并获青年学者奖.急性胰腺炎的发病机制研究进展及未来展望彭凯新,文礼(北京协和医院/中国医学科学院临床医学研究所,生物标志物研究平台,北京 )摘要:急性胰腺炎(a c u t ep a n c r e a t i t i s,A P)是消化系统常见急腹症之一,发病率在我国和欧美各国均呈逐年上升趋势.尽管病因多种多样,但均遵循特定的病理生理学过程且其中的关键调控分子具有相似性.近年来,一方面以胰腺腺泡和导管上皮细胞为主要研究对象,聚焦钙信号通路、自噬流受损、线粒体等细胞器功能障碍、内质网应激失衡取得了不少重要进展;另一方面聚焦免疫细胞的早期募集和过度活化参与调控全身炎症反应的发生及胰腺坏死和胰腺炎相关器官功能不全开展了不少前沿研究.上述研究发现大大增进了我们对A P发病机制和干预策略的理解和认识.本文将重点讨论近年来A P发病机制的基础研究进展,以期对A P的早期治疗提供临床指导.关键词:急性胰腺炎;发病机制;钙信号;自噬;细胞器;免疫细胞;脂毒性中图分类号:R 文献标志码:AD O I:/j d y x b 收稿日期:修回日期:基金项目:国家自然科学基金资助项目(N o ,N o ),中央高水平医院临床科研专项(N o P UMC H E ),中国医学科学院医学与健康科技创新工程项目(N o I M )S u p p o r t e db yt h eN a t i o n a lN a t u r a lS c i e n c eF o u n d a t i o no fC h i n a(N o ,),N a t i o n a lH i g h L e v e lH o s p i t a lC l i n i c a lR e s e a r c hF u n d i n g(N o P UMC H E ),a n dC AM SI n n o v a t i o nF u n df o rM e d i c a lS c i e n c e(N o I M )通信作者:文礼 E m a i l:w e n l i g m a i l c o m网络出版地址:h t t p:/k n s c n k i n e t/k c m s/d e t a i l/R h t m l()R e s e a r c hp r o g r e s sa n df u t u r ep r o s p e c t o nt h ep a t h o g e n e s i so fa c u t ep a n c r e a t i t i sP E NGK a i x i n,WE NL i(B i o m a r k e rD i s c o v e r ya n dV a l i d a t i o nP l a t f o r m,P e k i n gU n i o nM e d i c a lC o l l e g eH o s p i t a l,C h i n e s eA c a d e m yo fM e d i c a lS c i e n c e s,B e i j i n g ,C h i n a)A B S T R A C T:A c u t epa n c r e a t i t i s(A P)i so n eo f t h ec o mm o na c u t ea b d o m i n a l d i s e a s e so f t h ed ige s t i v esys t e m,a n di t s i n c i d e n c e i s i n c r e a s i ngye a rbyye a r i nC h i n a,E u r ope,a n dt h eU n i t e dS t a t e s A l t h o ughi t se t i o l og yi sd i v e r s e,i t西 安 交 通 大 学 学 报(医 学 版)第 卷本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版f o l l o w s c e r t a i npa t h ophys i o l ogi c a lpr o c e s s e sa n dt h ek eyr egu l a t o rym o l e c u l e sa r es i m i l a r O v e rt h epa s tf e wye a r s,o nt h eo n eh a n d,pr ogr e s s i nt h er e s e a r c hw a sm a d eo npa n c r e a t i ca c i n a ra n dd u c t a l epi t h e l i a l c e l l s i n c l u d i ngc a l c i u ms ign a l i ngpa t h w ays,i mpa i r e da u t oph ag yf l u x,dys f u n c t i o no fm i t o c h o n d r i aa n do t h e ro rga n e l l e s,a n de n d opl a s m i cr e t i c u l u ms t r e s si m b a l a n c e O nt h eo t h e rh a n d,i mpo r t a n tpr ogr e s sw a sm a d ei ne a r lyr e c r u i t m e n ta n de x c e s s i v ea c t i v a t i o no f i mm u n ec e l l sa n dt h e i r r o l e s i nr egu l a t i ngpa n c r e a t i cn e c r o s i sa n dpa n c r e a t i t i s a s s o c i a t e dm u l t ipl eo rga nf a i l u r e A l l o f t h ea b o v e m e n t i o n e dr e s e a r c hpr ogr e s sh a sgr e a t lye n h a n c e do u r u n d e r s t a n d i ngo f t h epa t h oge n e s i s a n di n t e r v e n t i o ns t r a t egi e so fA P T h i sa r t i c l ew i l lf o c u so nt h eb a s i cr e s e a r c hpr ogr e s si nt h epa t h oge n e s i so fA Pi nr e c e n tye a r s i no r d e r t opr o v i d ec l i n i c a lgu i d a n c ef o r t h ee a r lyt r e a t m e n to fA PK E Y WO R D S:a c u t epa n c r e a t i t i s;pa t h oge n e s i s;c a l c i u ms ign a l;a u t oph ag y;o rga n e l l e;i mm u n ec e l l;l ipo t o x i c i ty急性胰腺炎(a c u t ep a n c r e a t i t i s,A P)是消化系统常见急腹症之一,全球范围内发病率约为 人每 万人每年,在我国和欧美各国均呈逐年上升趋势.在欧美等发达国家胆系疾病(如胆石症、胆囊炎等)和 酒 精 是A P最 常 见 的 两 大 病 因,约 占;在我国胆源性胰腺炎最为常见,排名第二的病因则是高脂血症 .其他相对少见的病因还包括药物、高钙血症、胰腺分裂、感染、外伤、遗传和自身免疫因素等.尽管A P病因多种多样,但其具有一个重要的病理生理学特点,即是从出现腹痛等临床症状到进展为器官功能衰竭如急性呼吸窘迫综合征(胰腺炎相关肺损伤所致)、急性肾衰竭(胰腺炎相关肾损伤所致)或出现胰腺局部并发症如胰腺假性囊肿(p a n c r e a t i cp s e u d o c y t e,P P)、胰周坏死物包裹(w a l l e d o f fp a n c r e a t i cn e c r o s i s,WON),该病理生理过程往往需要数天甚至更长的时间.因此,阐明这段时间内参与A P发生和发展的核心分子事件可在极大程度上遏制住胰腺炎病情的发展.过去几十年,国际上专门从事胰腺炎基础转化研究的实验室持续围绕A P的发病机制开展研究,已在很大程度上提升了我们对A P的认识,且推动了专门针对A P发病机制治疗药物的研发.虽已曙光初现,但目前仍无任何一款药物获批可用于治疗A P.笔者课题组亦围绕A P胰腺实质细胞内分子事件和免疫细胞过度活化等方面开展了系统性研究.本文将重点讨论近年来A P发病机制的基础研究进展,以期对A P的早期治疗具有临床指导意义.A P的发病机制:胰腺实质细胞内的分子事件A P开始于胰腺外分泌细胞,主要特征是胰腺分泌的消化酶如胰蛋白酶(t r y p s i n o g e n)在胰腺内异常活化导致自身消化的急性化学性炎症.胰腺外分泌细胞包括胰腺腺泡细胞和胰腺导管上皮细胞.近年来,以胰腺腺泡细胞为主要研究对象,聚焦钙信号通路、自噬流受损、线粒体等细胞器功能障碍、内质网应激失衡等方面已取得了一系列突破性进展.胰腺导管上皮细胞在A P发生发展中的作用近年来也受到关注.钙信号通路胰腺腺泡细胞内病理性钙信号主要表现为全细胞持续性、非振荡、峰平台型(p e a k p l a t e a u)钙信号,又称腺泡细胞“钙超载”.年英国利物浦大学P E T E R S E N和S UT TON教授共同提出胰腺腺泡细胞“钙超载”是A P的重要诱因.之后,不同研究组的多项研究分别证实几乎所有胰腺炎病因相关的刺激物如高浓度缩胆素、胆酸、酒精的非氧化代谢物、脂肪酸和E R C P术所用的造影剂均可通过诱导腺泡细胞出现病理性钙信号引起A P相关的一系列病理生理学改变 .我们的研究发现,即使在生理浓度卡巴胆碱的刺激下,短暂性胰管内压力升高导致腺泡细胞更倾向于出现典型的p e a k p l a t e a u病理性钙信号,这是胰管高压 诱发胰腺炎 的重要原因.此外,HE G Y I团队的研究还发现高浓度的胆酸盐、酒精及其非氧化代谢物、脂肪酸等均可引起胰腺导管上皮细胞内“钙超载”,导致导管分 泌功能障碍 和细胞坏死 .在非兴奋型细胞中,钙信号转导严格受到钙信号元件的调控,而这些钙信号元件包括细胞内钙库上表达的钙释放通道如I PR s和兰尼碱受体(r y a n o d i n er e c e p t o r s,R y R s),细胞膜上的钙库操纵型钙内流通道(C ar e l e a s e a c t i v a t e dC a,C R A C)以及参与回补胞内钙库的肌质网膜钙AT P酶(s a r c o/e n d o p l a s m i cr e t i c u l u m C a AT P a s e,S E R C A)和钙外排的质膜钙AT P酶(p l a s m am e m b r a n eC a AT P a s e,PMC A).基于大量的前期研究,在上述钙信号元件中最有可能作为A P潜在干预靶点,开发胰腺炎相关防治药物的是:细胞膜上的C R A C钙内流通道;参与钙外排的PMC A.C R A C的基本组成蛋白为O R A I .G E R A S I M E N K O等 发现O R A I 介导的持续性钙内流参与酒精及其代谢物所致的腺泡细胞内胰蛋白酶原的异常活化和细胞坏死通路的激活,抑制O R A I 显著减轻期彭凯新,文礼急性胰腺炎的发病机制研究进展及未来展望本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版“钙超载”相关的腺泡细胞损伤.V O R O N I N A等 发现O R A I 介导的持续性钙内流在腺泡细胞空泡形成中发挥重要作用.我们的研究发现,抑制O R A I 可阻断人和小鼠胰腺腺泡细胞T L C S诱导的病理性、持续性钙内流并减轻腺泡细胞内坏死通路激活;进一步发现早期抑制O R A I 可显著减轻A P的严重程度.W A L D R O N等 进一步发现O R A I 抑制剂还可以通过降低中性粒细胞内活性氧的合成和促炎因子的表达来减轻A P的严重程度.上述研究中测试的O R A I 抑制剂(商品名为A u x o r a)已在美国完成了二期临床试验,且研究结果表明A u x o r a用于治疗A P和全身炎症反应综合征是安全可行的.此外,其他钙内流通道如瞬时受体电位通道(t r a n s i e n tr e c e p t o rp o t e n t i a lc h a n n e l s,T R P C s)、瞬时受体电位香草酸受体(t r a n s i e n t r e c e p t o rp o t e n t i a l v a n i l l o i d,T R P V)、压力敏感型离子通道P i e z o 等在A P中的作用亦有被报道.MU A L L E M团队的两项研究解析了敲除或抑制瞬时受体电位通道(t r a n s i e n t r e c e p t o rp o t e n t i a l c h a n n e l,T R P C)在轻症A P中具有保护作用 .N O B L E等 发现T R P V 激动剂树脂毒素(r e s i n i f e r a t o x i n,R T X)可显著减轻低p H造影剂所致的胰腺 损伤.R OMA C等 运用胰管高压所致胰腺炎小鼠模型,揭示了胰管内压力增高可通过激活压力敏感型离子通道P i e z o 引起胰腺腺泡细胞内钙信号升高并诱发胰腺炎;进一步研究还阐明了胰管高压激活P i e z o 引起腺泡细胞内短暂性钙升高,并通过活化磷脂酶A(p h o s p h o l i p a s eA,P L A)激活瞬时受体电位香草酸受体(t r a n s i e n t r e c e p t o rp o t e n t i a l v a n i l l o i d,T R P V)引起腺泡细胞内持续性钙升高,进而导致线粒体去极化、细胞内酶原异常活化及细胞坏死.上述研究发现均提示了阻断钙库操纵型钙内流在A P中具有保护作用,以O R A I 为代表的钙通道是A P早期重要的干预靶点.胰腺 腺 泡 细 胞 钙 外 排 主 要 受 质 膜 钙A T P酶P M C A调 控,其 活 性 主 要 依 赖 细 胞 内A T P水 平.B R U C E团队的研究发现胰岛素通过促进糖酵解重编程胰腺腺泡细胞的能量代谢方式来维持细胞内A T P水平及P M C A的活性,进而直接保护氧化应激或脂肪酸等所致细胞坏死 ;进一步研究还揭示了内源性胰岛素通过胰岛素受体引起A k t介导的磷酸果糖激酶的磷酸化来促进糖酵解,从而在A P中发挥保护作用.上述研究发现提示直接增强或维持P M C A的活性亦作为A P的治疗策略.W A N G发现P M C A b是一种肾脏内源性分泌型黄素腺嘌呤二核苷酸依赖性胺氧 化 酶r e n a l a s e的 结 合 蛋 白.K O L O D E C I K等 进一步研究发现,血清r e n a l a s e水平在A P早期显著下降,随着胰腺损伤的逐渐消退而恢复至正常水平,且外源性补充r e n a l a s e通过与P M C A b结合促进腺泡细胞钙外排来减轻雨蛙肽诱导的A P的严重程度.在众多已报道的转导胰腺损伤细胞的钙信号的下游效应分子中,HU S A I N团队的多项研究表明,钙调神经磷酸酶(c a l c i u m a c t i v a t e dp h o s p h a t a s ec a l c i n e u r i n,C N)在A P发生和发展中发挥相对特异且极为重要的调控作用 .我们通过建立胰管高压所致A P小鼠,阐明了短暂性胰管内压力增高引起腺泡细胞钙信号失衡、C N异常活化和诱发胰腺炎的分子机制.进一步发现,全身性敲除C N催化亚基或腹腔注射C N抑制剂F K ,均显著减轻胰管高压所致A P的严重程度.我们的另一项研究运用两种方式建立了胰腺腺泡细胞特异性C N敲除小鼠模型,明确腺泡细胞来源的C N在E R C P术后胰腺炎中起主要的调控作用,且在E R C P术后胰腺炎造模的同时单次低剂量胰腺局部给予C N抑制剂即可显著降低P E P的风险.此外,我们还发现表达于免疫细胞的C N不影响A P时胰腺局部坏死的程度,而主要参与调控胰腺炎相关的肺损伤;且A P时主要浸润于肺部并发挥重要调控作用的免疫细胞为中性粒细胞,抑制中性粒细胞C N可显著抑制其趋化性和细胞内活性氧R O S合成.上述研究发现为C N抑制剂作为E R C P术后胰腺炎的防治手段提供了重要依据.自噬流受损自噬是细胞质物质被输送至溶酶体并被溶酶体水解酶降解的多种途径的总称.根据物质被运送到溶酶体的方式不同,自噬的类型分为巨自噬(m a c r o a u t o p h a g y)、分子伴侣介导的自噬(c h a p e r o n e m e d i a t e da u t o p h a g y)和微自噬(m i c r o a u t o p h a g y).其中,巨自噬即需要从头形成双膜结构的自噬小体(a u t o p h a g o s o m e s),是研究最为广泛且在正常胰腺和胰腺炎中均被观察到.巨自噬时,多种蛋白复合体首先形成吞 噬 泡(p h a g o p h o r e),之 后 吞 噬 泡 在AT G AT G AT G 组成的泛素样缀合系统和微管相关蛋白质轻链(m i c r o t u b u l e a s s o c i a t e dp r o t e i nl i g h tc h a i n,L C)共同控制下的扩张和伸长.在吞噬泡闭合过程中,胞质内L C 被脂化成L C 并特异性转移至自噬小体膜上,而后自噬小体与晚期胞内体(e n d o s o m e)和溶酶体(l y s o s o m e)融合形成单层膜的自噬溶酶体(a u t o l y s o s o m e),最终完成对胞质内物质的降解.在A P动物模型和患者胰腺组织中,胰腺腺泡细胞胞质中可以观察到大量特征性空泡结构,西 安 交 通 大 学 学 报(医 学 版)第 卷本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版这些空泡结构被证实是自噬小体 .进一步研究发现,胰腺炎时L C 向L C 的转换明显增加,提示自噬被持续激活;而p (一种自噬适配蛋白)由于无法被溶酶体酶降解导致其持续堆积,提示胰腺炎时自噬流严重受抑,且受损的自噬流与胰蛋白酶原腺泡细胞内异常活化密切相关,.G U K O V S K A Y A团队的研究还发现,一种增强自噬活性的药物T r e h a l o s e可显著减轻胰腺炎的严重程度,主要表现为胰蛋白酶异常活化、胰腺坏死、炎性信号通路均受到抑制.自噬的各个阶段包括自噬小体的形成、自噬小体与溶酶体的融合和自噬溶酶体的降解,均参与调控A P的发生发展.首先,胰腺特异性自噬相关蛋白(a u t o p h a g y r e l a t e dp r o t e i n s,AT G s)缺失的小鼠均出现自发性胰腺炎.例如,D I AKO P OU L O S等 发现腺泡细胞特异性敲除AT G 会出现萎缩型慢性胰腺炎,主要表现为胰腺外分泌部的炎症、坏死、腺泡向导管化生(a c i n a r t o d u c t a lm e t a p l a s i a,A DM)和腺泡过度增大,最终组织萎缩变性,且雄鼠发生的比例高于雌鼠.ANTONU C C I等 发现胰腺特异性AT G 缺失小鼠会出现炎症的腺泡细胞退变、胰腺炎症和广泛的纤维化;并伴有自发性激活的胰腺再生导致A DM堆积,线粒体、内质网等细胞器功能障碍,胰腺蛋白合成能力显著降低.其次,溶酶体相关膜蛋白(l y s o s o m e a s s o c i a t e dm e m b r a n ep r o t e i n,L AMP)缺失导致溶酶体和自噬小体融合障碍亦出现自发性胰腺炎.P I P L AN I等 还发现辛伐他丁(s i m v a s t a t i n)通过促进自噬小体与溶酶体的融合诱导自噬流,进而保护A P.此外,GUKOV S KAYA团 队 发 现 磷 酸 甘 露 糖(m a n n o s e p h o s p h a t e,M P)水解酶传递至溶酶体的途径在调节胰腺腺泡细胞胆固醇代谢中发挥关键作用,首次提示腺泡细胞代谢途径如胆固醇代谢紊乱在A P发生发展中的作用.最后,GUKOV S KAYA团队还发现以溶酶体降解障碍为主导的自噬流受损是导致胰蛋白酶原异常活化的主要原因.在A P时,组织蛋白酶B(c a t h e p s i n,C T S B)活性增加和组织蛋白酶L(C T S L)活性降低的综合作用导致胰酶在腺泡细胞内被持续活化.我们的研究亦发现,胰腺腺泡细胞D R D 受体激动剂通过上调H S P 来稳定溶酶体p H并抑制C T S B的活性,进而改善A P.尽管有研究报道溴结构域蛋白(b r o m o d o m a i np r o t e i n,B R D)作为一种表观遗传阅读器可通过转录抑制参与调控自噬全过程,但在A P时,我们发现抑制B R D 不影响腺泡细胞自噬小体形成,而主要通过促进自噬小体与溶酶体的融合以及自噬溶酶体的降解,发挥保护腺泡损伤和胰腺炎的作用.近年来,有研究指出溶酶体生物发生(l y s o s o m a lb i o g e n e s i s)参与调控溶酶体和自噬相关蛋白的表达,进而影响自噬的过程,其中转录因子E B(t r a n s c r i p t i o nf a c t o r E B,T F E B)起 主 导 作 用.WANG等 发现,在胰腺炎患者和动物模型中,胰腺T F E B蛋白水平明显降低.在雨蛙肽诱导的A P小鼠模型中,T F E B介导的溶酶体合成障碍会导致自噬缺陷以及胰腺的损伤,并且胰腺腺泡细胞的T F E B特异性敲除能够诱导A P的炎症加重.我们的一项研究发现,激动 烟碱乙酰胆碱受体(细胞膜上的一种钙离子内流通道)可显著减轻胰腺腺泡细胞损伤和A P,其具体机制为活化的 烟碱乙酰胆碱受体诱导腺泡细胞内小幅度钙离子浓度升高,并促进T F E B介导的自噬流和溶酶体的降解,从而抑制腺泡细胞内酶原活化和细胞坏死通路激活.ME D I NA等 还发现溶酶体钙释放通过m u c o l i p i n激活C N去磷酸化T F E B,并促进T F E B核转位,进而影响自噬和溶酶体相关基因的表达.内质网应激失衡在生理或病理刺激下如缺氧、钙丢失等,易导致内质网(e n d o p l a s m i cr e t i c u l u m,E R)正确折叠蛋白和对蛋白进行翻译后修饰的能力受阻,从而使E R中错误折叠蛋白的累积,这种情况被称为内质网应激(E Rs t r e s s).E R中错误折叠蛋白的数量被不断监测,当其超过一定阈值后则会诱导未折叠蛋白反应(u n f o l d e dp r o t e i nr e s p o n s e,U P R)的激活,以纠正过量错误折叠蛋白的累积来维持内质网稳态 .内质网应激过程中U P R级联信号主要由定位于E R膜上的个传感器启动,分别是肌醇需要(i n o s i t o l r e q u i r i n g,I R E )、双链R NA依赖性蛋白激酶样E R激 酶 d o u b l e s t r a n d e d R NA d e p e n d e n tp r o t e i nk i n a s e(P K R)l i k eE Rk i n a s e,P E R K 和激活转录因子(a c t i v a t i n gt r a n s c r i p t i o nf a c t o r,AT F).胰腺外分泌部是每天蛋白质合成量最高的器官,因此发生内质网应激失衡的可能性激增.HU S A I N团队的研究发现,胰腺腺泡细胞特异性高表达天冬酰胺合成酶(a s p a r a g i n es y n t h e t a s e,A S N S),与胰腺组织中高表达的P E R K和高基线水平的内质网应激密切相关,抑制P E R K降低A S N S的表达并加重天冬酰胺酶引起的腺泡损伤.L UG E A等 的多项研究发现,环境因素如酒精和吸烟诱导内质网应激并介导胰腺腺泡细胞损伤和胰腺炎;慢性酒精通过干扰正常蛋白质的折叠,激活U P R可能对胰腺产生不良期彭凯新,文礼急性胰腺炎的发病机制研究进展及未来展望本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版影响;腺泡细胞通过适应性的上调X b o x结合蛋白(X b o xb i n d i n gp r o t e i n,X B P)剪接体来应对酒精诱导的胰腺损伤;X B P 敲除的小鼠因丧失此适应性反应会导致小鼠出现严重的内质网应激、自噬紊乱、腺泡细胞死亡和程度更重的胰腺炎.此外,P A R K等 发现槲皮素 葡萄糖苷能够抑制胰腺腺泡细胞内质网应激并增强细胞凋亡,从而改善A P.线粒体功能障碍线粒体功能障碍与A P的发生发展密切相关.正常线粒体膜电位是维持线粒体氧化磷酸化和AT P合成的必要条件,而线粒体膜通透性转换孔(m i t o c h o n d r i a lp e r m e a b i l i t yt r a n s i t i o np o r e,M P T P)对于维持线粒体膜电位至关重要.MP T P是一种非特异性孔道,由多种蛋白质组成的复合体,位于线粒体内外膜之间,能够允许分子量小于 D a和水的溶质通过从而进入线粒体基质.亲环素D(c y c l o p h i l i nD,C y p D)是线粒体基质蛋白肽基脯氨酰顺反异构酶,参与调控MP T P的开放.在病理情况下,其表达增加,由线粒体基质移动到内膜上,促进孔道的开放.有研究报道,在A P时,抑制或敲除C y p D通过提高MP T P的开放阈值来维持线粒体膜电位和细胞内AT P的合成,进而保护胰腺腺泡细胞坏死和A P .我们前期尝试以天然产物为原料分离纯化或化学修饰其母核,获得一系列具有抑制线粒体钙超载的活性化合物,研究发现盾叶薯蓣的提取物或开环化的薯蓣皂苷元通过抑制线粒体钙超载,减轻细胞内活性氧的产生,抑制MP T P的异常开放,从而抑制腺泡细胞坏死通路激活并减轻A P的严重程度 .线粒体自噬(m i t o p h a g y)选择性地消除受损的线粒体或过量的线粒体,以维持线粒体稳定,促进细胞内稳态和细胞存活.线粒体裂变(f i s s i o n)和融合(f u s i o n)在细胞经历代谢/环境压力下,维持线粒体功能方面发挥关键作用 .线粒体相关内质网膜(m i t o c h o n d r i a a s s o c i a t e d e n d o p l a s m i c r e t i c u l u m,MAM)是指线粒体在膜黏附的特定区域与内质网相连,构成两个细胞器之间通讯的物理基础,参与调控钙稳态、炎症反应、线粒体形态功能、脂质代谢、细胞凋亡、自噬等病理生理学过程,.上述新兴的线粒体结构和功能调节分子以及多种细胞器互作在A P发生发展中的作用尚有待进一步探究.A P的发病机制:免疫细胞过度活化加剧全身炎症反应多种免疫细胞和细胞因子参与A P的发生发展,尤其是固有免疫细胞如中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞.适应性免疫细胞包括T和B细胞也有少数文献报道.免疫细胞的早期浸润、募集和过度活化与全身炎症反应的发生密切相关,对胰腺局部坏死及组织损伤后的修复等进程均产生影响.这些免疫细胞在疾病的不同阶段是如何改变的,以及如何潜在地影响炎症过程、疾病进展和治疗也被多个研究组高度关注.固有免疫细胞:中性粒细胞、巨噬细胞、树突状细胞中性粒细胞过度的激活会导致局部或全身剧烈炎症反应的发生.在既往研究中性粒细胞的消耗或靶向中性粒细胞的募集已被证明可改善胰腺炎的组织损伤.因此,针对中性粒细胞的干预措施用于治疗A P亦被广泛探究.例如,G U K O V S K A Y A团队发现抗中性粒细胞血清耗竭中性粒细胞可显著减弱雨蛙素诱导的胰腺炎模型中胰腺内胰蛋白酶的激活,在烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(n i c o t i n a m i d ea d e n i n ed i n u c l e o t i d ep h o s p h a t e,NA D P H)氧化酶p 亚基(p h o x/)缺失小鼠也观察到相似的结果,提示中性粒细胞及其NA D P H氧化酶诱导的R O S产生在胰腺内胰蛋白酶激活和A P中发挥重要作用.研究显示抑制中性粒细胞转运过程中必需的特异性黏附因子,如P 选择素和细胞间黏附分子(i n t e r c e l l u l a rc e l la d h e s i o nm o l e c u l e ,I C AM )等,能够显著改善A P相关全身炎症反应及靶器官损伤 .活化的中性粒细胞还通过排出核D NA和组蛋白形成中性粒细胞 胞 外 诱 捕 网(n e u t r o p h i le x t r a c e l l u l a r t r a p s,N E T s)来 消 除 入 侵 微 生 物 和 清 除 组 织 残 骸.THO R L A C I U S团队研究发现,A P患者和小鼠存在N E T的形成,主要表现为无细胞D NA水平升高.在小鼠 模 型 中 耗 竭 中 性 粒 细 胞 或 使 用 核 酸 酶(D N a s e)可显著降低中性粒细胞浸润和组织损伤.中性粒细胞通过肽基精氨酸脱亚胺酶(p e p t i d y l a r g i n i n ed e i m i n a s e s,P A D I),特别是P A D I 进行组蛋白瓜氨酸化来挤出解凝结的染色质形成N E T s.THO R L A C I U S团队发现泛P A D抑制剂C l a m i d i n e和P A D I 特异性抑制剂G S K 可减少N E T的形成,进而减轻中性粒细胞浸润、炎症趋化因子分泌和腺泡细胞的损伤并改善A P.L E P P K E S等 还发现同,P A D I 对于N E T在胰腺导管内的聚集至关重要,敲除P A D I 保护小鼠免受I L A诱导的胰腺炎.此外,THO R L A C I U S团队还发现c A b l激酶(N E T形成的重要调控因子)抑制剂G Z D 可减少重症A P中性粒细胞招募,并减轻胰腺组织损伤和全身炎症反应.以上针对N E T形成的新信号机制及其构成的主要成分类型在A P发生发展中的作用西 安 交 通 大 学 学 报(医 学 版)第 卷本刊网址:h t t p:/y x x b x j t u e d u c n微信公众号:西安交通大学学报医学版仍有待进一步探究.胰腺巨噬细胞的募集及活化与胰腺炎的发生发展密切相关,且活化的巨噬细胞能够与胰腺腺泡细胞之间发生相互作用.A P所导致的胰腺腺泡损伤,会使细胞释放胰蛋白酶、细胞因子及炎症介质等物质入血,从而招募和激活单核/巨噬细胞,释放更多炎症介质和细胞因子,放大局部炎症,导致炎症级联反应的发生.与两种不同亚型巨噬细胞的主要功能相对应,M 型巨噬细胞在A P的炎症反应期发挥主导作用,相反M 型在胰腺组织修复或再生过程中占优势.因此,调节浸润胰腺组织的巨噬细胞数量和类型可能能够影响胰腺炎症的严重程度.MA N OHA R等 运用质谱流式(m a s sc y t o m e t r y,C y TO F)技术在A P患者和小鼠模型的外周血和胰腺组织分别发现一类特殊的单核细胞亚群和巨噬细胞亚群可能参与调控胰腺炎急性炎症反应和组织损伤后的修复过程.研究显示T G F 家族的组成部分G D F 被证实具有抗炎作用,并且在A P模型中表达增加.进一步探究发现G D F 在重症A P对胰腺组织起到保护作用,而该保护作用是通过减少巨噬细胞向M 的极化,促进巨噬细胞向M 的极化实现的.烟酰胺磷酸 核 糖 基 转 移 酶(n i c o t i n a m i d ep h o s p h o r i b o s y l t r a n s f e r a s e,NAMP T)是一种将烟酰胺(n i c o t i n a m i d e,NAM)转 化 为 烟 酰 胺 单 核 苷 酸(n i c o t i n a m i d em o n o n u c l e o t i d e,NMN)的胞内限速酶并参与调控巨噬细胞的极化.我们的研究还