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环氧化酶【摘要】 肝损伤是指各种致病因素(物理、化学和生物性因素)作用于肝组织而引起的肝细胞的变性、坏死及肝功能的改变，多种炎性介质及细胞因子参与了肝损伤的过程。环氧化酶-2为一种诱导酶，当细胞受到炎症等刺激时可高表达，是炎症介导的细胞毒性重要的决定因素之一。在各种原因所导致的肝损伤中，COX-2表达增多的现象提示COX-2在肝损伤发生发展中具有重要作用, COX-2作为肝损伤的治疗靶点将成为今后研究的热点。【关键词】 环氧化酶-2肝损伤环氧化酶又称前列腺素合成酶，是催化花生四烯酸(arachidonicacid，AA)合成前列腺素(prostaglandins，PGs)和血栓素A2 (thromboxanes A2，TXA2)的限速酶。COX具有环氧化酶和过氧化物酶双重功能，细胞膜中的磷脂在磷脂酶A2催化下释放出AA，AA在COX的环氧化活性作用下加入2个氧分子，氧化成不稳定的中间产物PGG2，PGG2在COX的过氧化活性的作用下转变为PGH2，然后在各种异构化酶的作用下转化成PGE2、PGF2、PGD2、PGI2和TXA2等具有生命活性的终产物，参与机体生理功能的维持及炎症、免疫反应的调节。COX至少有2种亚型，即COX-1和COX-2。近年来研究表明，COX-2在肝损伤的发生、发展中具有重要作用1，2。本文就其在肝损伤中的研究进展作一综述。 1COX-2基因定位与结构特点 COX-2基因位于第1号染色体，长度约为103，由10个外显子和9个内含子组成，其mRNA约为 103。COX-2的启动子序列上游5非翻译区长约103，包括一个保守的启动子序列TATA盒和一些与早期应答相关的顺式作用元件，其中包括1个CCAAT增强子结合蛋白位点，2个激活蛋白-2位点，3个泛素化DNA结合转录因子SP1位点，2个NF-B位点，1个cAMP反应组件和1个Est-1转录因子位点。各种刺激可以经过一系列信号转导如G蛋白偶联机制、TPA活化的蛋白激酶C介导的通路以及生长因子受体、v-src癌基因产物、Src活化的酪氨酸激酶介导的通路，而作用于这些调控序列,促进COX-2转录,从而诱导COX-2的表达。COX-2基因下游 103的3非翻译区为第l0外显子编码，该区高度保守，含有22个AUUUA重复基序，迅速降解mRNA的信息，与RNA的不稳定性相关，有些炎症因子如IL-1，脂多糖就是通过这段序列引起COX-2 mRNA稳定性增强。 2COX-2表达与调节 COX-2是膜结合蛋白，含有604个氨基酸，其亚细胞定位则主要在内质网和核膜。COX-2是一种诱导酶，生理状态下在大多数组织中弱表达或不表达，当存在外源性刺激时，COX-2则大量增加，其mRNA的水平也明显升高。COX-2主要在炎症细胞中被诱导表达，与疼痛、发热、肿瘤及损伤等关系密切。诱导其表达的因素包括细胞因子、生长因子和内源性调节因素，另外NO、致癌剂及癌基因产物、缺氧、高脂饮食、紫外线等因素也可诱导其表达。地塞米松、IL-4、抑癌蛋白P53、氧化性磷脂则可抑制其表达，新近研究发现CO可通过C/EBP抑制COX-2的表达3。 COX-2在正常肝组织不表达或极少表达；在肝癌、病毒性肝炎、酒精性肝病和肝损伤等肝组织中表达明显增高，且主要定位于肝脏的炎症细胞，主要分布在单核样细胞、血管内皮细胞、Kupffer细胞以及胆管内皮细胞的胞质中，其中Kupffer细胞可能是表达COX-2的最主要细胞，由其产生的COX-2在肝损伤的发生、发展过程中起重要作用。 3COX-2在肝损伤中的作用 COX-2与肝损伤的关系大量实验研究表明，COX-2在各种原因造成的肝损伤中起着重要的作用。在酒精性肝病肝损伤中氧应激和内毒素两因素均可以介导NF-B的活化，NF-B被激活后可以诱导COX-2的产生，另外还可以诱导许多炎性细胞因子的产生，这些细胞因子可与COX-2共同作用，在肝损伤中起重要作用1。刘江等2在探讨COX-2在肝衰竭损伤肝组织中的表达时发现，肝衰竭组血浆ALT、AST、IL-10、TNF-和细胞黏附分子-1水平均显着高于对照组，且随损伤时间的延长而逐渐升高；COX-2 mRNA仅在肝衰竭组表达，表达量随肝损伤时间延长也逐渐增高，认为COX-2可能参与了内毒素/ D-氨基半乳糖诱导的肝衰竭模型肝损伤过程。还有研究证实，COX-2可通过调节Kupffer细胞TXA2的生成，参与胆道结扎诱导的门静脉高压肝损伤的发生4。在缺血/再灌注肝损伤、严重创伤后引起的肝损伤中COX-2同样也起着重要作用。 COX-2参与肝损伤的作用机制 COX-2与细胞因子各种致病因素造成肝脏损害时，Kupffer细胞被激活，产生大量的细胞因子，如TNF-、IL-1和IL-6，这些因子可诱导COX-2表达及PGs合成，参与肝脏的炎性损伤。COX-2除受TNF-的诱导外还可通过诱导TNF-的产生促进肝损伤，Ito等研究证实在缺血前30 min给予COX-2抑制剂可以明显改善大鼠肝脏缺血/再灌注后肝脏的微循环障碍，降低血浆ALT和TNF-水平，提示COX-2可通过TNF-的产生促进肝微循环障碍及肝细胞损伤的发生。 NF-B是一个多功能的转录因子，对许多参与损伤后全身炎症反应的快速反应基因都有诱导调控作用。COX-2的启动子序列就含有NF-B特异结合序列，该序列与NF-B结合后可以促进COX-2基因的转录。NF-B还可以通过增强炎性细胞因子TNF-、IL-1、IL-18和干扰素的转录上调COX-2的表达，从而形成对COX-2调控的网络，使炎症反应放大，加重肝细胞损伤。 COX-2与花生四烯酸类代谢产物各种致病因素造成肝脏损害时COX-2被诱导产生，COX-2能催化AA代谢生成PGs和TXA2参与炎症反应。PGE2是前列腺素家族中比较重要的一种，PGE2通过持久而广泛的血管扩张、致痛及影响免疫作用在创伤中起重要作用。此外，COX-2还可合成PGI2、PGD2、TXA2等前炎症介质参与肝损伤，Ganey等研究表明，在丙烯醇引起的肝损伤动物模型中COX-2 mRNA的表达增强与血浆中PGD2增高趋势是一致的，应用COX-2抑制剂NS-398可以减轻血浆PGD2的升高及ALT和AST水平，认为PGD2可促进丙烯醇引起肝损的发生。易辉等的研究亦证实C0X-2参与了大鼠酒精性肝损伤，使用选择性COX-2抑制剂塞来昔布对大鼠酒精性肝损伤有保护作用，并可能是通过减少TXA2的生成来实现的。 COX-2与NONO主要有诱导型一氧化氮合酶诱导产生，iNOS主要分布在肝细胞和Kupffer细胞中，正常情况下不表达，在病理状态下如内毒素血症、出血性休克、缺血再灌注损伤、感染、肝炎、肝癌及肝再生时，活性显着增高，持续产生大量NO。在不同的情况下，NO对肝细胞既有保护功能又有杀伤毒性与促炎的双重作用。国内外大多数研究认为，肝内NO在未达到病理浓度时起抗炎作用，但在肝损伤特别是急性肝损伤时，NO明显增多，造成肝细胞损伤。Ahmad等研究急性内毒素血症时肝巨噬细胞COX-2和iNOS的活性及它们之间的关系时发现，急性内毒素血症时COX-2出现快速短暂的升高，PGE2也随之升高，同时伴有iNOS的表达和NO的释放，抑制iNOS后可以降低内毒素血症大鼠肝巨噬细胞COX-2 mRNA及蛋白的表达和PGE2的产生，提示COX-2在肝巨噬细胞对内毒素的反应中起重要作用，并且NO对COX-2的产生起诱导作用。在许多肝损伤情况下COX-2与iNOS有相似的增高趋势，两者之间的关系有待深入研究。 COX-2与氧应激肝内炎性细胞能产生过氧化物引起氧应激，氧应激可激活磷脂酶A2，使细胞内游离AA增多，COX-2在催化AA代谢的过程中会同时产生活性氧簇，ROS的生成可以造成核酸、蛋白质和脂质的损伤，ROS还可通过对COX-2调控引起炎症反应造成损伤。Kim 等研究发现在四氯化碳诱导的慢性肝损伤大鼠模型中，ROS和NF-B活性增强，COX-2的表达模型组较对照组亦明显增强，认为ROS可以增强NF-B的活性，进一步引起COX-2的表达，加重肝损伤。Ozturk等的研究亦证实氧应激参与了大鼠肝脏缺血/再灌注肝损伤的发生，COX-2抑制剂塞来昔布可以通过影响氧应激减轻肝损伤。 COX-2与内毒素LPS可以诱导肝细胞多种炎症相关因子的表达，是诱导COX-2的主要因素之一。LPS与Kupffer细胞膜上的特异受体CD14及Toll样受体4 结合后激活该细胞,通过多条信号转导通路，如丝裂原活化蛋白激酶通路、PKC通路、NF-B通路等，从而诱导细胞内TNF-、IL-1、NO 等多种炎性介质大量生成，这些炎症介质除可直接造成肝损伤还可进一步诱导COX-2的表达，细胞因子、NO与COX-2构成炎症介质网络，协同作用于肝细胞。有研究证实，LPS可以诱导TXA2和PGE2的产生，COX-1和COX-2在其中均有重要作用，但早期TXA2的产生主要由COX-1介导，而PGE2则由COX-2介导。也有研究表明由COX介导产生的TXA2在内毒素血症时肝微循环障碍中其重要作用。 4结语 综上所述，COX-2在各种损伤肝组织中均可见高表达，参与肝损伤的发生、发展，并与其它细胞因子相互作用，通过多种途径主导肝损伤病理生理过程。这就为肝损伤的预防和治疗提供了新的思路，选择性COX-2抑制剂有可能在预防肝损伤、减轻炎症反应方面发挥一定的作用。但对于COX-2在肝损伤中作用的研究是一个新进展，目前的观点尚不一致。因此，进一步研究其在肝损伤中的作用及机制将为预防和治疗肝损伤提供新的切入点。 【参考文献】 1 Nanji AA. 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