乙酰轉移酶p300調節細胞因子在急性肺損傷中的研究進展

曾祥麗綜述，張 紅審校

0 引 言

急性肺損傷(acute lung injury，ALI)是急危重癥常見的一種器官損傷，部分患者會進展成為急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)，大大增加患者的死亡風險[1]。細胞因子是體內介導炎癥的重要成分，在ALI的發生、發展中扮演重要角色。其中炎性細胞因子能夠引發有效的炎癥過程,加重局部肺水腫和肺組織損傷[2]。p300是重要的乙酰轉移酶，能夠通過乙?；饔谜{節下游基因表達或蛋白功能，有研究證明，p300能夠與CtBP2、NF-κB形成轉錄復合物，作用于巨噬細胞基因表達，表達與釋放IL-1β、IL-6、IL-15、IL-18以及TNF-α等炎性細胞因子，形成細胞因子 “瀑布”，導致肺損傷[3]；說明乙酰轉移酶p300參與了炎癥細胞因子的調節。本文就p300調節細胞因子與ALI的關系作一綜述，為研究ALI的發生機制及治療提供新的思路。

1 p300與ALI

乙酰轉移酶p300是一種能與腺病毒癌蛋白相互作用的蛋白質,在轉錄調控及蛋白修飾過程中起著重要的作用，參與細胞周期調控、細胞分化和細胞凋亡等多種生理過程，與人類多種疾病的發病機制有關[4]。p300主要包括TAZ1、KIX、BRD、CH2、ZZ、TAZ2、NCBD以及HAT 8個主要的結構域，這些結構域在一定條件下可相互作用，保證組蛋白乙?；窰AT活性[5]。p300通常被招募到染色質轉錄增強子附近，并通過乙?；揎椪{節基因表達[6]。目前已知p300/CBP能與400多個蛋白結合并相互作用[7]，能通過乙?；M蛋白和非組蛋白的方式參與基因的轉錄調控。同時，能在轉錄因子和基本轉錄復合物之間起到橋梁作用，而且也能為整合多種轉錄輔因子提供支架。研究發現p300的3種主要生物學功能包括：①p300通過乙?；M蛋白N端起到帽子作用，這種修飾導致染色質結構開放，并促進轉錄；②p300乙?；甘且环N乙?；墙M蛋白轉錄因子，從而增強了其活性；③p300起轉錄激活作用，將轉錄因子引入目標基因的啟動子區域，從而促進轉錄[8]。

有研究證明，ARDS患者急性期，血清中p300水平明顯增高，并且在雄性C57BL / 6小鼠脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)誘導的ALI模型中，肺組織p300水平也是明顯高于對照組，用p300特異性抑制劑C646處理后，肺組織的炎癥可得到改善[9]。在加入LPS誘導人肺泡上皮細胞A549損傷后，p300 mRNA及蛋白表達水平均增加，Si-RNA轉染敲低p300后，損傷細胞的活性得到恢復、細胞壞死減少，并且升高的IL-1β, IL-6, TNF-α等細胞因子蛋白水平降低，肺部炎癥得到改善[10]。說明p300的表達與肺損傷的發生發展有關。

2 p300調節不同細胞因子在ALI中的作用

2.1 p300與IL-8IL-8主要由單核細胞和巨噬細胞分泌，可募集和活化中性粒細胞，參與炎癥反應和細胞的殺傷作用。研究證明，p300可在IL-8啟動子區域參與介導RelA/p65蛋白的乙?；?，這是IL-8激活的生理學基礎之一[11]。蛋白酶激活受體激動劑可招募p300到達細胞核IL-8基因啟動子區域的NF-κB p50亞基，正向調節IL-8的轉錄后修飾，促進IL-8的表達[12]。

研究發現，長鏈非編碼RNA(lncRNA)轉移相關肺腺癌轉錄本1(MALAT1)參與肺的缺血再灌注損傷并調節炎癥[13]。沉默MALAT1進而通過乙酰轉移酶p300介導的H3K27ac(Acetylation of K27 on histone H3)富集在IL-8啟動子區域中，從而抑制嗜中性粒細胞的趨化性，可減輕肺移植后的炎癥損傷。氣道平滑肌細胞在哮喘發生后，可招募過多的乙酰轉移酶p300，組蛋白H3賴氨酸殘基18乙?；皆龈遊14]，同時調節此區域內CPG島的去甲基化[15]，可促進IL-8的表達，導致炎癥損傷。IL-8基因啟動子附近組蛋白H3乙?；彩躊GE2、C/EBP-a和p300三元復合物的調節，可參與IL-8的表達，介導下游的炎癥反應[16]。

p300亦能與各種蛋白形成復合物，共同調節IL-8的轉錄。研究發現，在人肺泡上皮細胞A549中，凝血酶可調節p300 的1834 絲氨酸殘基位點磷酸化激活，進而激活p300依賴的組蛋白H3乙?；?，p300、C/EBPβ、p65形成復合物，被誘導向IL8/CXCL8啟動子區域結合，促進IL-8的表達與釋放[17]。在另一項人肺泡上皮細胞A549研究中也發現，凝血酶誘導p300、p65與C/EBPβ結合位點結合，促進p70S6K、p300和p65向IL8/CXCL8啟動子區的κB結合位點募集，IL-8的表達與釋放增加[18]。有研究證明，p300能夠乙?；禺惖鞍譙P-1，并和SP-1形成二元復合物，結合至IL-8啟動子區域促進IL-8的表達[19]。p300可促進細胞因子IL-8的表達參與ALI的發生發展。

2.2p300與IL-6IL-6是一種多功能細胞因子，是由纖維母細胞、單核/巨噬細胞、T淋巴細胞、B淋巴細胞等多種細胞所產生。能夠引起肺組織炎癥及氧化應激[20]。在ARDS急性期，患者外周血p300 mRNA表達升高，進一步通過相關性分析發現，外周血p300的量與IL-6相關[21]。LPS誘導小鼠肺損傷后，經過肺損傷單核細胞與p300抑制劑A-485共培養后，可觀察到A-485可減少LPS刺激的促炎細胞因子IL-6分泌[22]。另外用siRNA敲低p300后，促炎細胞因子IL-6的表達也明顯受到抑制，肺損傷得到緩解。

p300可誘導C/EBPβ 39, 216和217賴氨酸殘基乙?；?，而C/EBPβ可結合在IL-6基因啟動子區域，激活其活性[23]。此外，p300/CBP相關因子(p300/CBP-associated factor,PCAF)表達水平升高能增加H3K9ac (Acetylation of K9 on histone H3)的乙?；?，進而刺激IL-6轉錄，促進炎癥反應[24]。

LPS刺激后，H3K9ac,H3K14ac以及H3K4me3在IL-6基因附近富集增加，促進IL-6的表達。不論是用siRNA抑制p300轉錄組水平，或是用p300抑制劑C646抑制蛋白表達，IL-6的表達均明顯受到抑制[25]。這說明組蛋白的乙?；趐300調節IL-6表達在肺損傷中可能起重要作用。

研究表明，p300可促進NF-κB的p65磷酸化[26]，參與IL-6的表達?；钚匝?reactive oxygen species, ROS)可促進NF-κB p65賴氨酸殘基與p300形成共刺激復合物，并在RNA聚合酶Ⅱ的參與下，使得巨噬細胞基因組乙?；?，并向M1型極化，促進IL-6的分泌[27]，導致肺部炎癥反應。

2.3p300與TNF-αTNF-α是一種多向性的促炎性細胞因子，由多種細胞分泌，包括活化的單核細胞、巨噬細胞、B細胞、T細胞等，可成為急性肺損傷分子機制的重要環節之一[28]。LPS誘導后，p300與TNF-α均顯著高表達。加入p300抑制劑A-485后[22]，LPS刺激的促炎細胞因子TNF-α分泌減少。另外用siRNA敲低p300后，TNF-α的表達也明顯受到抑制。使用質粒過表達p300后[23]，TNF-α的表達顯著升高。

p300可促進NF -κB的p65磷酸化，參與TNF-α的表達[26]。有研究發現，活性氧ROS可誘導NF-κB p65賴氨酸殘基與乙?；D移酶p300形成共刺激復合物，并與RNA聚合酶II一起，乙?；奘杉毎蚪M，促進TNF-α的分泌[27]，抑制p300后，隨著組蛋白H3上K9賴氨酸殘基的乙?；降南陆?，TNF-α的表達也受到抑制[24]。由此可見，p300可通過乙?；饔谜{節TNF-α的表達。

不僅如此，在不同情況下，TNF-α也能扮演p300上游刺激物的角色，一項實驗表明，TNF-α刺激后，p300/CBP相關因子PCAF和H3K9ac蛋白的量較正常組織明顯增多[29]。提示TNF-α可刺激 P300/CBP相關因子PCAF的表達。此外，TNF-α還可促進人THP-1單核細胞NF-κB的表達，通過招募p300及 P300/CBP相關因子 PCAF[30]，促進CCL2基因啟動子附近H3、H4組蛋白的乙?；?，進而促進下游炎癥反應。TNF-α的高表達可誘導PCAF的過表達，而PCAF可顯著增強MKL1基因的乙?；絒31]，MKL1可誘導中性粒細胞向肺部浸潤，參與肺損傷[32]。

可見，TNF-α也可作為p300的上游激動劑，參與肺損傷的炎癥反應。p300與TNF-α在不同環境下能夠相互作用，調節下游基因表達，參與肺損傷。

2.4p300與NF-κBNF-κB是炎癥反應中的重要角色，其可調節編碼炎性細胞因子的基因,如IL-6等，在ALI中起重要作用。p300可介導Stat3乙?；?，誘導NF-κB轉錄活性，調控基因表達，并誘導轉錄模式的改變，導致促炎癥或凋亡基因的下調[33]。 p300乙?；疦F-κB p65蛋白后，與磷酸化STAT3一同募集到IL-6、TNF-α、環氧酶-2(Cyclooxygenase-2, COX-2)基因啟動子附近，激活他們的活性，激活細胞的炎癥信號通路[34]。研究發現，LPS可誘導小鼠肺的炎癥反應，加入p300抑制劑A-485后，磷酸化p65蛋白的量明顯減少，NF-κB抑制蛋白IκB的量明顯增加，巨噬細胞中NF-κB信號通路受到明顯抑制[22]。

在人肺纖維母細胞中，凝血酶誘導p300結合到CCL2的啟動子，乙?；疕3、H4組蛋白，而且p300能夠調節磷酸化NF -κB p65蛋白核轉位，使其與CCL2啟動子結合，促進CCL2的轉錄及翻譯，從而促進肺的炎癥反應[35]。而且，磷酸化p65 NF -κB蛋白升高可參與肺的缺血再灌注損傷[36]。

研究表明，高糖可刺激NF-κB p65進入細胞核，免疫共沉淀顯示p300和NF-κB共定位到細胞核，并且兩者共同結合乙?；疕3K9，富集于iNOS基因啟動子，促進其表達，導致下游炎癥反應[37-38]。此外，p300可乙?；疦F-κB p50蛋白，乙?；痯50更易結合到COX-2啟動子，促進其轉錄[39]。研究表明，COX-2與可溶性環氧化物水解酶可參與LPS誘導的肺組織損傷[40]。

綜上所述，p300可乙?；疦F-κB相關蛋白，如p65，直接參與肺的炎癥反應?；蛘咭阴；疦F-κB后，激活炎癥相關基因或細胞因子的表達，如iNOS、COX-2，間接參與肺的炎癥損害；此外，p300還可通過乙?；疦F-κB上游基因，如Stat3，使得NF-κB間接激活，參與肺損傷的發生及進展。

2.5p300與Th17/IL-17IL-17主要由Th17細胞分泌，它在上皮細胞表面表達，其激活可招募中性粒細胞到炎癥部位以清除感染。然而，IL-17是重要的促炎因子，能夠誘導炎癥因子并促進炎癥反應[41]，

如誘導上皮細胞、內皮細胞等合成分泌IL-6、IL-8等細胞因子，參與肺組織炎癥；持續的免疫反應可能導致炎癥反應的加重，引起進一步的組織損傷[42]。在小鼠模型中，抗IL-17治療能夠緩解脂多糖誘導的ALI[43]。

Chen等[9]從臨床和脂多糖誘導的ALI 小鼠模型兩方面研究證明了組蛋白乙酰轉移酶p300 可調節維甲酸相關核孤兒受體γt (retinoic acid receptor-related orphan receptor gamma t, RORγt)的轉錄，其激活有助于Th17細胞的分化，參與ARDS急性期的炎癥反應，并且，IL-17的表達與p300密切相關[21]。p300可使RORγt K81殘基乙?；?，促進IL-17的轉錄[44]。Wang等[45]研究發現，JQ1是溴結構域和末端外蛋白家族的小分子抑制劑，能與溴結構域相互作用，抑制p300介導的RORγt乙?；?，從而在下調多個Th17細胞特異蛋白的表達，包括IL17、IL21和GM-CSF，緩解了日本血吸蟲感染小鼠模型的肝纖維化程度。綜上所述，p300可能通過調節IL-17的表達參與肺損傷。

3 結 語

ALI是臨床上常見的嚴重肺部急癥之一，多由嚴重感染、創傷、體外循環等導致，重要的病理改變是肺泡上皮細胞的損傷及肺間質的水腫；而多種細胞因子參與其中，共同形成肺組織的炎性環境，其形成的炎性“風暴”可導致全身炎癥反應綜合征，成為肺損傷的始動因素之一。乙酰轉移酶p300能夠通過直接乙?；疘L-8、IL-6、TNF-α、NK-κB、IL-17等細胞因子啟動子區域調控其轉錄，或通過與上游、下游多種蛋白共同調節各種細胞因子的表達，參與肺損傷的發生及發展過程，開發p300及各細胞因子的聯合抑制劑，有望成為預防及減輕ALI的方法。