p38MAPK信号通路与肠缺血再灌注损伤

　　肠缺血再灌注(isehemia／reperfusion，L／R)损伤是外科临床实践中常见的组织损伤之一，在严重感染、创伤、休克、心肺功能不全等疾患的病理过程中起重要作用。早在20世纪50年代Lillehei就提出小肠是休克向不可逆发展的枢纽器官。p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen activated protein kinase，p38MAPK)为丝裂原活化蛋自激酶信号通路中三个主要的亚家族之一，是介导细胞因子及应激刺激导致细胞凋亡、分化及炎症反应的重要细胞内信号转导途径。大量文献证实p38MAPK在缺血再灌注损伤中活化，并引起组织器官结构和功能的变化。本文就p38MAPK信号通路在肠缺血再灌注损伤中的作用作一综述。

　　1 p38MAPK的概述

　　1．1 p38MAPK的发现、分型与分布p38MAPK于1993年由Brewster等 发现，是360个氨基酸残基组成的38kD的蛋白质。1994年Han等 用高渗和内毒素刺激小鼠肝脏细胞，分离纯化出分子量为38kD的酪氨酸磷酸化蛋白激酶-p38MAPKs，并从小鼠肝细胞cDNA文库中筛选到编码p38MAPK的基因。

　　研究发现，p38MAPK家族包括p38 、p3813、p38、p388 4种异构体亚型，它们的分布具有组织特异性。p38c表达广泛，在白细胞、肝、脾、小脑、骨髓、甲状腺、胎盘中都有较高水平的表达；p38B在脑和心脏中含量丰富；p38主要存在于骨骼肌；p388大量存在于肺、肾、肠、唾液腺的表皮细胞及睾丸、卵巢、垂体、肾上腺。

　　1．2 p38MAPK信号通路的激活p38MAPK信号通路通过多级激酶的级联反应把细胞外信号向细胞内传递，其中需要3个关键激酶：MAPK、MAPK 激酶(MAPKK)、MAPKK激酶(MAP—KKK)。细胞受到刺激后首先激活MAPKKK，其下游激酶MAP—KK通过氨基末端的特定序列与活化的MAPKKK结合后被激活，活化后与MAPKKK解聚，转而结合MAP使之活化，从而激活p38MAPK通路。p38MAPK信号通路的上游激活物是MKK3(即MAPKK3)、MKK4和MKK6，其中MKK4能同时激活JNK，而MKK3、MKK6仅特异激活p38MAPK。除了MAPKKK—MKK3／MKK6、p38MAPK级联反应路线外，还存在一条不依赖MKK机制的自身磷酸化途径，p38c能够在转录生长因子一p(TCF—p)激活的蛋白激酶1结合蛋白[TGF—p—activated pro—rein kinase 1(TAK1)一binding protein；TAB1]的帮助下完成自身磷酸化过程。

　　1．3 p38MAPK信号通路激活后效应在各种应激因素如紫外线、H202、热休克和缺氧等、炎性因子(TNF—、IL—l和TGF—B等)及LPS和革兰氏阳性细菌细胞壁成分作用下，p38MAPK酪氨酸／苏氨酸发生双磷酸化 激活，活化的p38MAPK移位进入细胞核，通过磷酸化转录因子来调节效应基冈的表达。

　　p38MAPK信号通路控制多种转录因子的激活，如磷酸化转录因子2(activated transcription factor一2，ATF一2)氨基端活化区域69与7l位的苏氨酸，导致其转录活性升高，与靶基因顺式元件结合，从而调节包括TNF一仪、IL一1、IL一6和iNOs等多种炎性细胞因子的基因表达及蛋白合成；另一方面，笔耕论文新浪博客，TNF—O、IL一1、IL一6、IL一8等炎性细胞因子反过来又激活p38MAPK信号通路，产生逐级放大的炎症级联反应。激活的p38MAPK信号通路主要参与调控细胞增殖、分化与凋亡、炎症反应等病理生理过程 。

　　2 p38MAPK信号通路与肠缺血再灌注损伤由于肠道代谢活跃、黏膜血管结构呈发夹状，使肠道成为内脏中对I／R损伤最敏感的器官。肠缺血再灌注导致组织氧供需失衡，肠黏膜屏障受损，肠内细菌毒素移位，激活单核／巨噬细胞系统，合成、释放大量炎性细胞因子，引发肠道局部或全身性不可控制的炎症反应和促炎介质的过度释放，触发全身炎症反应，甚至多器官功能衰竭(multisystem and organ failure，MSOF)。研究表明，氧化应激、小肠黏膜屏障破坏致细菌内毒素移位、炎性细胞因子的释放、细胞凋亡等在肠I／R损伤中起着重要作用。

　　而p38MAPK信号通路与这些机制都有或多或少的联系。

　　2．1 p38MAPK与氧化应激氧化应激是肠I／R损伤的一个主要的损伤机制。I／R R,-M,肠缺血、缺氧，细胞内大量ATP经腺苷转化为次黄嘌呤，再灌注后，氧供增加，次黄嘌呤氧化为黄嘌呤，富含黄嘌呤氧化酶的肠上皮细胞将黄嘌呤氧化，产生大量氧自由基；而肠组织中含有丰富的不饱和脂肪酸，最易发生脂质过氧化反应，从而破坏肠黏膜细胞的结构，导致线粒体肿胀，钠钾泵失灵，细胞内钠水潴留，进而引发肠黏膜屏障功能损害及通透性增加。p38MAPK信号通路是调控机体应激和炎症反应的重要通路。研究发现，氧自由基参与p38MAPK的活化。刘文军等 观察肾I／R早期以及应用自由基清除剂tempol清除ROS后p38MAPK活化情况，发现缺血再灌注早期p38MAPK很快被诱导活化，45min达到峰值，给予ROS清除剂可以明 抑制p38MAPK的活化，表明p38MAPK信号通路的激活与氧自由基产生有关。尽管大量研究证实活性氧，如过氧化氢等，能激活p38MAPK，但其确切机制尚不完全清楚。

　　2．2 p38MAPK与肠黏膜屏障功能 肠黏膜屏障是机体防御肠道有害刺激的第一道防线，在维持肠黏膜完整性、维持内环境稳态等方面有重要作用。肠I／R可引起肠道缺血、缺氧性损害，导致肠黏膜屏障破坏，引起细菌和内毒素移位，诱导全身过度、失控、自毁的炎症反应，导致全身炎症反应综合征，甚至多器官功能衰竭。肠黏膜屏障主要包括肠道机械屏障和免疫屏障两部分。肠黏膜屏障的破坏是发生细菌移位、肠源性感染的重要原因。肠I／R时，各种损伤因素可通过细胞膜受体介导，激活p38MAPK信号通路。研究发现，p38MAPK激活时间及程度与缺血再灌注肠损伤时间、程度一致。再灌注后6h，可见肠绒毛大  量脱落，炎细胞浸润，肠道组织结构破坏。Zheng等 在Wistar大鼠肠I／R实验中发现，再灌注30 min小肠组织p38MAPK即达活化高峰，p38MAPK活化促进肠上皮细胞凋亡，破坏肠黏膜屏障功能。Waetzig等¨ 报道了MAPKs信号转导通路的ERK1／ERK2、JNK／SAPK、p38MAPK参与炎症性肠疾病(IBD)的肠黏膜损伤。在IBD导致肠黏膜上皮损伤过程中，p38 MAPK(d)、JNK和ERK1／ERK2均被激活，其中p38 MAPK(d)活性变化最明显。Costantini等 发现Bal b／c小鼠全层皮肤30％造成严重烧伤能激活肠组织p38MAPK，紧密连结蛋白肌球蛋白轻链激酶(myosin light chain kinase，MLCK)表达增加，导致肠屏障功能破坏，肠通透性增加，应用SB203580抑制p38MAPK的活化明显减轻严重烧伤引起的肠黏膜屏障功能障碍。