细胞凋亡及凋亡相关基因与硬皮病
http://www.100md.com
国外医学皮肤性病学分册 1999年第25卷第6期
上海医科大学华山医院皮肤科
谭庆梅综述 翁孟武审校
摘要 急性活动期的硬皮病皮损有内皮细胞凋亡现象。成纤维细胞在与内皮细胞共同培养时，其增生速度较单独培养时快，而胶原合成量较单独培养时少。凋亡相关基因c-myc、bcl-2及fas系统在硬皮病患者中有异常表达。进一步研究细胞凋亡及凋亡相关基因表达与硬皮病的关系。有助于进一步研究硬皮病的发病机理，及探计新的治疗手段。
关键词：细胞凋亡 硬皮病 c-myc bcl-2 Fas
细胞凋亡又称程序性细胞死亡，是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序性的死亡。随着细胞凋亡研究的进展，已发现许多疾病的发生、发展过程与凋亡现象密切相关[1]。有研究发现光化学疗法治疗硬皮病，可增加患者外周血淋巴细胞Fas的表达及细胞凋亡数，这提示光化学疗法诱导细胞凋亡也许是其治疗硬皮病的重要机制之一[2，3]。就细胞凋亡及凋亡相关基因与硬皮病的关系综述如下。
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细胞凋亡
UCD(University of California at Davis)系200及206小鸡能自发产生硬皮病样病变，具有血管闭塞、皮肤和内脏血管周围淋巴结细胞浸润及纤维化、远端多关节炎等表现，以及抗核抗体、抗心磷脂抗体、类风湿因子等免疫学异常，这均与人系统性硬皮病(SSc)病变特点相似[4-6]。Sagonc等[7]用TUNEL法及免疫荧光研究73只UCD系200及206鸡、15例SSc患者(8例慢性硬化期、7例急性水肿期)、9例局限性硬皮病(loSc)(急性炎症期)、3例瘢痕疙瘩的皮损，发现急性SSc和loSc皮损真皮深层均有细胞凋亡，通过vWf(内皮细胞的一个标志)双染表明大多数凋亡细胞是内皮细胞。与急性期相对应的硬皮病病鸡，其真皮中的浸润淋巴细胞也正发生凋亡。UCD系200及206鸡在出现临床可见的硬皮病表现之前，其真皮深层即出现凋亡的内皮细胞，随后淋巴细胞、成纤维细胞(Fb)及其它细胞也发生凋亡。而正常对照、瘢痕疙瘩及8例慢性纤维化的SSc则未见细胞凋亡。Bordron等[8]通过脐静脉内皮细胞与抗内皮细胞抗体(AECA)共同孵育，证实不但SSc患者的AECA可诱导内皮细胞凋亡，而且鼠抗人内皮细胞单克隆抗体也可诱导内皮细胞凋亡，但诱导调亡的AECA不识别Fas配体。Denton等[9]将Fb与内皮细胞共同培养，发现Ssc的Fb完全融合时的细胞数、H3-TdR的摄取量明显比单独培养高(P分别为0.004,0.002)，而胶原产量明显低于单独培养(P=0.02)；正常Fb完全融合时的细胞数高于单独培养，但无显著性差异(P=0.08)，H3-TdR的摄取量明显高于单独培养(P=0.04)，而胶原产量低于单独培养，但无显著性差异(P=0.45 )。显然，内皮细胞的存在对SSc的Fb及正常Fb的生物学特性均有影响。
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凋亡相关基因
(一)c-myc基因：c-myc基因是一种原癌基因，其表达能促进细胞增殖，也能诱导细胞凋亡。c-myc信号系统被激活以后，如果培养体系中有足够的生长因子持续作用，则细胞增殖分裂，否则便诱导细胞发生凋亡[10]。培养基中血清浓度降低时，Fb是否发生凋亡及细胞亡亡率均取决于c-myc蛋白表达水平，细胞凋亡率与c-myc表达水平呈正相关[11]。
1.培养Fb的c-my基因的表达：Trojanowska等比较培养的硬皮病皮损及正常人皮肤Fb的c-myc基因的表达，发现血清浓度低时(1%血清)，硬皮病皮损Fb的c-myc表达水平是正常的Fb的2.5～3倍，同时硬皮病Fb的增生也较正常Fb快。不过加入10%新鲜血清后，c-myc的增高就不明显[12]。Feghali等[13]检测培养的SSc皮损区、非皮损区及正常皮肤Fb的c-myc的表达，发现SSc皮损Fb的c-myc mRNA水平较其它Fb增高1.5～5.6倍，作者认为c-myc表达增高也许是SSc患者Fb活化的指标。
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2.外周血淋巴细胞c-myc的表达：Kahan等[14]用RNA杂交技术检测17例皮肤弥漫性系统性硬皮病(deSSc)患者及8例正常人外周血淋巴细胞c-myc的表达，发现deSSc患者T淋巴细胞的c-myc水平明显高于正常对照(P<0.02＝，且早期、活动期SSc患者T淋巴细胞的c-myc水平较非活动期高；B淋巴细胞的c-myc表达稍高于正常人，但差异无显著性。这表明SSc患者体内T淋巴细胞的活化在疾病的发生中可能有重要作用。
(二)bcl-2基因：bcl-2也是一种原癌基因，编码产物分子量为26 000的蛋白分子，在正常细胞的激活和发育过程中表达，而在成熟的或走向凋亡的细胞中呈低表达或不表达[1]，bcl-2的表达可抑制许多细胞的凋亡，延长细胞的存活期[10，15]。Wang等[16]研究培养的人及鼠Fb，发现衰老的Fb的(58代)能耐受血清减少诱导的细胞凋亡，这与其持续表达高于水平bcl-2相关。Nambu等[17]用免疫组化疗法检测25例胶原血管疾病(9例类风湿性关节炎，9例进行性SSc，4例多发性肌炎/皮肌炎，2例干燥综合征，1例SLE)及10例特发性间质性肺炎bcl-2的表达，发现bcl-2蛋白的表达主要在浸润肺泡间质的T淋巴细胞及淋巴滤泡皮质的B淋巴细胞。在胶原血管性疾病中，bcl-2蛋白在T淋巴细胞的表达水平与肺泡内的淋巴细胞浸润数目紧密相关。还有研究表明硬皮病患者外周血淋巴细胞bcl-2有过度的表达[2]。
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(三)Fas系统：Fas系统又称作APO-1，属肿瘤坏死因子受体/神经生长因子受体超家族成员。1993年人白细胞分型国际会议统一命名为CD95。Fas基因编码产物为分子量45 000的跨膜蛋白，较广泛地分布于多种类型细胞，包括胸腺细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞、内皮细胞、上皮细胞以及皮肤角质形成细胞等。Fas蛋白与Fas配体组成Fas系统，二者的结合导致靶细胞走向凋亡。Fas配体主要表达于活化的T淋巴细胞表面，因此认为Fas 系统的相互作用是细胞毒性T细胞(CTL)杀伤的主要分子机制[1，18]。Aringer等[2]用流式细胞仪检测硬皮病患者外周血淋巴细胞Fas的表达，患者与正常人无差异。然而Wetzig等[19]用夹心酶联免疫吸附法检测30例SSc及15例正常对照血清可溶性Fas水平发现SSc患者血清可溶性Fas水平明显高于正常对照，不过皮肤局限性系统性硬皮病(即肢端型，lcSSc)与dcSSc患者血清可溶性Fas水平比较无明显差异，可溶性Fas水平与炎症活动期也缺少相关性。
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结语
硬皮病是一种多系统疾病，其病因及发病机理尚不清楚，近来的研究证实血管内皮损伤、免疫细胞活化、Fb增生、胶原合成过多等均参与其发病[20]。综合上述研究结果，早期内皮细胞凋亡也许是硬皮病患者内皮损伤的主要证据，内皮细胞的存在能影响Fb 的生物学特性。凋亡相关基因bcl-2、c-myc及Fas系统在硬皮病均有异常表达，这也许是Fb、淋巴细胞活化的标志。但内皮细胞调亡对Fb生物特性的影响，以及凋亡相关基因异常表达与Fb胶原合成过多的关系还需要进一步探讨。因此，进一步研究细胞凋亡及凋亡相关基因的表达与硬皮病的关系，有助于进一步研究硬皮病的发病机理及探讨新的治疗手段。
本文所用主要缩写：UCD：University of California at Davis,SSc:系统性硬皮病，loSc:局限性硬皮病，AECA：抗内皮细胞抗体，Fb：成纤维细胞，dcSSc：皮肤弥漫性系统硬皮病，leSSc：皮肤局限性系统性硬皮病(即肢端型)
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参考文献
1 Thompson CB.Science,1995;267:1456-1461
2 Aringer M et al .Br J Rheumatol,1997;36:1276-1282
3 Enomoto DN et al. Photochem Phobiol,1997;65:177-180
4 Water Vd et al. Am J Pathol,1986;120:478-482
5 Water Vd et al. Arthritis Rheum,1989;32:1031-1041
6 Gruschwitz MS et al. Int Arch Allergy Lmmunol,1993;100:307-313
, 百拇医药
7 Sagonc R et al. J Clin Invest 1996;98:785-792
8 Bordron A et al. J Clin Invest .1998;101:2029-2035
9 Denton CP et al. J Rheumatol,1996;23:633-638
10 Williams GT et al ,Cell ,1993;74:777-779
11 Evan GI et al.Cell .1992;69:119-128
12 Trojanowska M et al. Oncogene,1988;3:477-481
13 Feghali CA et al. Autoimmunity.1993;16:167-171
, 百拇医药
14 Kahan A et al. Arthritis Rheum,1989;32:430-436
15 Hockenberg DM et al .Proc Natl Acad Sci USA,1991;88:6961-6965
16 Wang E. Cancer Res.1995;55:2284-2292
17 Nambu T et al. Nippon Kyobu Shikkan Gakkai Zasshi (English abstract),1995;33 Suppl:284-290
18 Nagata S et al .Science ,1995;267:1449-1456
19 Wetzing T et al.Arch Dermatol Res ,1998;290:187-190
20 Furst De et al .J Rheumatol,1997 ;24(Suppl 48):53-57
2000-02-25 10：12
校对：杜育苗, 百拇医药
谭庆梅综述 翁孟武审校
摘要 急性活动期的硬皮病皮损有内皮细胞凋亡现象。成纤维细胞在与内皮细胞共同培养时，其增生速度较单独培养时快，而胶原合成量较单独培养时少。凋亡相关基因c-myc、bcl-2及fas系统在硬皮病患者中有异常表达。进一步研究细胞凋亡及凋亡相关基因表达与硬皮病的关系。有助于进一步研究硬皮病的发病机理，及探计新的治疗手段。
关键词：细胞凋亡 硬皮病 c-myc bcl-2 Fas
细胞凋亡又称程序性细胞死亡，是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序性的死亡。随着细胞凋亡研究的进展，已发现许多疾病的发生、发展过程与凋亡现象密切相关[1]。有研究发现光化学疗法治疗硬皮病，可增加患者外周血淋巴细胞Fas的表达及细胞凋亡数，这提示光化学疗法诱导细胞凋亡也许是其治疗硬皮病的重要机制之一[2，3]。就细胞凋亡及凋亡相关基因与硬皮病的关系综述如下。
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细胞凋亡
UCD(University of California at Davis)系200及206小鸡能自发产生硬皮病样病变，具有血管闭塞、皮肤和内脏血管周围淋巴结细胞浸润及纤维化、远端多关节炎等表现，以及抗核抗体、抗心磷脂抗体、类风湿因子等免疫学异常，这均与人系统性硬皮病(SSc)病变特点相似[4-6]。Sagonc等[7]用TUNEL法及免疫荧光研究73只UCD系200及206鸡、15例SSc患者(8例慢性硬化期、7例急性水肿期)、9例局限性硬皮病(loSc)(急性炎症期)、3例瘢痕疙瘩的皮损，发现急性SSc和loSc皮损真皮深层均有细胞凋亡，通过vWf(内皮细胞的一个标志)双染表明大多数凋亡细胞是内皮细胞。与急性期相对应的硬皮病病鸡，其真皮中的浸润淋巴细胞也正发生凋亡。UCD系200及206鸡在出现临床可见的硬皮病表现之前，其真皮深层即出现凋亡的内皮细胞，随后淋巴细胞、成纤维细胞(Fb)及其它细胞也发生凋亡。而正常对照、瘢痕疙瘩及8例慢性纤维化的SSc则未见细胞凋亡。Bordron等[8]通过脐静脉内皮细胞与抗内皮细胞抗体(AECA)共同孵育，证实不但SSc患者的AECA可诱导内皮细胞凋亡，而且鼠抗人内皮细胞单克隆抗体也可诱导内皮细胞凋亡，但诱导调亡的AECA不识别Fas配体。Denton等[9]将Fb与内皮细胞共同培养，发现Ssc的Fb完全融合时的细胞数、H3-TdR的摄取量明显比单独培养高(P分别为0.004,0.002)，而胶原产量明显低于单独培养(P=0.02)；正常Fb完全融合时的细胞数高于单独培养，但无显著性差异(P=0.08)，H3-TdR的摄取量明显高于单独培养(P=0.04)，而胶原产量低于单独培养，但无显著性差异(P=0.45 )。显然，内皮细胞的存在对SSc的Fb及正常Fb的生物学特性均有影响。
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凋亡相关基因
(一)c-myc基因：c-myc基因是一种原癌基因，其表达能促进细胞增殖，也能诱导细胞凋亡。c-myc信号系统被激活以后，如果培养体系中有足够的生长因子持续作用，则细胞增殖分裂，否则便诱导细胞发生凋亡[10]。培养基中血清浓度降低时，Fb是否发生凋亡及细胞亡亡率均取决于c-myc蛋白表达水平，细胞凋亡率与c-myc表达水平呈正相关[11]。
1.培养Fb的c-my基因的表达：Trojanowska等比较培养的硬皮病皮损及正常人皮肤Fb的c-myc基因的表达，发现血清浓度低时(1%血清)，硬皮病皮损Fb的c-myc表达水平是正常的Fb的2.5～3倍，同时硬皮病Fb的增生也较正常Fb快。不过加入10%新鲜血清后，c-myc的增高就不明显[12]。Feghali等[13]检测培养的SSc皮损区、非皮损区及正常皮肤Fb的c-myc的表达，发现SSc皮损Fb的c-myc mRNA水平较其它Fb增高1.5～5.6倍，作者认为c-myc表达增高也许是SSc患者Fb活化的指标。
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2.外周血淋巴细胞c-myc的表达：Kahan等[14]用RNA杂交技术检测17例皮肤弥漫性系统性硬皮病(deSSc)患者及8例正常人外周血淋巴细胞c-myc的表达，发现deSSc患者T淋巴细胞的c-myc水平明显高于正常对照(P<0.02＝，且早期、活动期SSc患者T淋巴细胞的c-myc水平较非活动期高；B淋巴细胞的c-myc表达稍高于正常人，但差异无显著性。这表明SSc患者体内T淋巴细胞的活化在疾病的发生中可能有重要作用。
(二)bcl-2基因：bcl-2也是一种原癌基因，编码产物分子量为26 000的蛋白分子，在正常细胞的激活和发育过程中表达，而在成熟的或走向凋亡的细胞中呈低表达或不表达[1]，bcl-2的表达可抑制许多细胞的凋亡，延长细胞的存活期[10，15]。Wang等[16]研究培养的人及鼠Fb，发现衰老的Fb的(58代)能耐受血清减少诱导的细胞凋亡，这与其持续表达高于水平bcl-2相关。Nambu等[17]用免疫组化疗法检测25例胶原血管疾病(9例类风湿性关节炎，9例进行性SSc，4例多发性肌炎/皮肌炎，2例干燥综合征，1例SLE)及10例特发性间质性肺炎bcl-2的表达，发现bcl-2蛋白的表达主要在浸润肺泡间质的T淋巴细胞及淋巴滤泡皮质的B淋巴细胞。在胶原血管性疾病中，bcl-2蛋白在T淋巴细胞的表达水平与肺泡内的淋巴细胞浸润数目紧密相关。还有研究表明硬皮病患者外周血淋巴细胞bcl-2有过度的表达[2]。
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(三)Fas系统：Fas系统又称作APO-1，属肿瘤坏死因子受体/神经生长因子受体超家族成员。1993年人白细胞分型国际会议统一命名为CD95。Fas基因编码产物为分子量45 000的跨膜蛋白，较广泛地分布于多种类型细胞，包括胸腺细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞、NK细胞、内皮细胞、上皮细胞以及皮肤角质形成细胞等。Fas蛋白与Fas配体组成Fas系统，二者的结合导致靶细胞走向凋亡。Fas配体主要表达于活化的T淋巴细胞表面，因此认为Fas 系统的相互作用是细胞毒性T细胞(CTL)杀伤的主要分子机制[1，18]。Aringer等[2]用流式细胞仪检测硬皮病患者外周血淋巴细胞Fas的表达，患者与正常人无差异。然而Wetzig等[19]用夹心酶联免疫吸附法检测30例SSc及15例正常对照血清可溶性Fas水平发现SSc患者血清可溶性Fas水平明显高于正常对照，不过皮肤局限性系统性硬皮病(即肢端型，lcSSc)与dcSSc患者血清可溶性Fas水平比较无明显差异，可溶性Fas水平与炎症活动期也缺少相关性。
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结语
硬皮病是一种多系统疾病，其病因及发病机理尚不清楚，近来的研究证实血管内皮损伤、免疫细胞活化、Fb增生、胶原合成过多等均参与其发病[20]。综合上述研究结果，早期内皮细胞凋亡也许是硬皮病患者内皮损伤的主要证据，内皮细胞的存在能影响Fb 的生物学特性。凋亡相关基因bcl-2、c-myc及Fas系统在硬皮病均有异常表达，这也许是Fb、淋巴细胞活化的标志。但内皮细胞调亡对Fb生物特性的影响，以及凋亡相关基因异常表达与Fb胶原合成过多的关系还需要进一步探讨。因此，进一步研究细胞凋亡及凋亡相关基因的表达与硬皮病的关系，有助于进一步研究硬皮病的发病机理及探讨新的治疗手段。
本文所用主要缩写：UCD：University of California at Davis,SSc:系统性硬皮病，loSc:局限性硬皮病，AECA：抗内皮细胞抗体，Fb：成纤维细胞，dcSSc：皮肤弥漫性系统硬皮病，leSSc：皮肤局限性系统性硬皮病(即肢端型)
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参考文献
1 Thompson CB.Science,1995;267:1456-1461
2 Aringer M et al .Br J Rheumatol,1997;36:1276-1282
3 Enomoto DN et al. Photochem Phobiol,1997;65:177-180
4 Water Vd et al. Am J Pathol,1986;120:478-482
5 Water Vd et al. Arthritis Rheum,1989;32:1031-1041
6 Gruschwitz MS et al. Int Arch Allergy Lmmunol,1993;100:307-313
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7 Sagonc R et al. J Clin Invest 1996;98:785-792
8 Bordron A et al. J Clin Invest .1998;101:2029-2035
9 Denton CP et al. J Rheumatol,1996;23:633-638
10 Williams GT et al ,Cell ,1993;74:777-779
11 Evan GI et al.Cell .1992;69:119-128
12 Trojanowska M et al. Oncogene,1988;3:477-481
13 Feghali CA et al. Autoimmunity.1993;16:167-171
, 百拇医药
14 Kahan A et al. Arthritis Rheum,1989;32:430-436
15 Hockenberg DM et al .Proc Natl Acad Sci USA,1991;88:6961-6965
16 Wang E. Cancer Res.1995;55:2284-2292
17 Nambu T et al. Nippon Kyobu Shikkan Gakkai Zasshi (English abstract),1995;33 Suppl:284-290
18 Nagata S et al .Science ,1995;267:1449-1456
19 Wetzing T et al.Arch Dermatol Res ,1998;290:187-190
20 Furst De et al .J Rheumatol,1997 ;24(Suppl 48):53-57
2000-02-25 10：12
校对：杜育苗, 百拇医药