作者：金良怡，傅家寶，宋永喜
過氧化物酶體增殖劑激活受體；皮膚；損傷愈合；角朊細胞；核激素受體
［摘要］過氧化物酶體增殖劑激活受體（peroxisomeproliferators-activatedreceptors，PPARs）是核激素受體家族中的配體激活受體，在不同的物種中已經發現了它的3種亞型。在成熟小鼠卵泡上皮細胞中，3種亞型是難以檢測的。但是在上皮損傷后的炎癥刺激下PPARβ的表達和活性會大大激活。前炎癥因子TNFα（腫瘤壞死因子α）通過啟動子上的蛋白l結合位點刺激PPARβ基因的表達，并且對角朊細胞內PPARβ配體產物有靶向作用。PPARβ基因表達的增強導致蛋白激酶B-α（proteinkinaseB-α，Akt1）的磷酸化。其結果，Akt1的活性增加抑制細胞的凋亡，并在損傷邊緣提供足夠數量的角朊細胞來執行上皮重新形成的功能。觀察發現PPARβ有多種功能和分布情況，主要的是參與傷口愈合。
［關鍵詞］過氧化物酶體增殖劑激活受體；皮膚；損傷愈合；角朊細胞；核激素受體
過氧化物酶體增殖劑活化受體（peroxisomeproliferators-activatedreceptors，PPARs）控制許多細胞內的代謝過程，屬于配體誘導核受體（ligand-induciblenuclearreceptors）超家族PPARs分為3種亞型，即PPARα（NR1C1）和PPARβ/δ（NR1C）、PPARγ（NR1C3）［1］，這些亞型已經在脊椎動物體內發現。每一種亞型在組織分布和功能上都表現出特異性。和其他核受體超家族一樣，本質上為一類配體依賴的轉錄調節因子，它們均為單亞基，具有N端區（A／B區）、居中高度保守的DNA結合區（C區）和C端的激素結合區（E區）。其配體為脂溶性分子，受體與配體結合后，主要通過調節靶基因的表達產生生物效應。PPARs與各自的配體結合后引起本身的構象的變化，促進或抑制靶基因的表達。PPARs調節基因轉錄的經典途徑包括其通過與配體結合的初始激活與RXR的異二聚化。PPAR-RXR二聚體與位于啟動子或基因內區的DNA應答元件（PPRE）結合。同時，核受體共激活因子（co-activator）與PPAR-RXR協同作用并且補充和穩同活性轉錄復合體。未配的PPARβ與共抑制因子（co-repressor）如SMRT、SHARP、NCo和HDACs［2,3］結合還可以抑制基因。在這種非激活狀態，PPARβ通過競爭PPRE抑制幾種PPARα和PPARγ靶基因。因此，PPARβ就作為固有性質的轉錄抑制劑而存在。相反，激活狀態的PPARβ釋放出共抑制劑，這個共抑制劑可以抑制其他不含有PPRE的基因。這種生理相關的模式作用還需在體內繼續研究。PPARs最初所表現出來的激活狀態是由過氧化物酶體增殖劑所引起。
PPARβ在體內廣泛表達，在腦、胃、結腸內相對高水平表達［4，5］。本文主要綜述PPARβ在皮膚損傷愈合過程中的多種功能的最新研究進展。
1傷口上皮的再生
皮膚覆蓋在人和動物體表，直接與外界環境接觸，是軀體中最大的器官之一。皮膚是把人體與外界相隔的保護屏障，外界的侵襲時可能破壞它的完整性。皮膚損傷后，首要是在損傷部位重建一個有效的表皮屏障，為了避免脫水和機會性的感染，損傷修復過程是感染、修復、基質和組織的重建這些事件的重疊組成的［6］。多種生長因子和細胞因子在時間和空間上調節這一事件，而這些生長因子和細胞因子又影響多種細胞活性，這些細胞活性在感染和表皮重塑過程中是非常重要的［7］。損傷愈合的主要機制是重新形成的上皮的角朊細胞驅動過程，此過程與表皮細胞的遷移和增殖的增強有著密切的關系。損傷的快速應答中角朊細胞既不遷移也不表現增殖的增加。遷移的角朊細胞來自近傷口表皮的基底層或上基底層部，然而離傷口邊緣較遠的基底層中有絲分裂大大增強。這些表型的改變反映了全局基因和蛋白質表達的改變。這種改變是在皮膚損傷之后傷口邊緣的PPARβ表達的再激活。
2PPARβ在傷口修復中的多方面作用
大鼠皮膚的原位雜交證明3個PPARs在新生小狗的表皮中是可以測得的。但是它們在濾泡間角朊細胞的水平與成熟大鼠的皮膚一樣，在出生后5~9天后就降到檢測不到的程度。相反，3種PPARs在毛發濾泡角朊細胞中仍然表達。在受到皮膚損傷刺激后，在成年動物的傷口邊緣表皮中PPARβ會大量表達，在局部應用血纖維蛋白溶酶原活化因子（TPA）、使用腫瘤活性劑佛波醇治療、拔毛后出現PPARβ大量表達［8］。
一個關于PPARβ雜合體（PPARβ+/-）小鼠的研究發現了PPARβ在傷口修復中的作用。盡管這種小鼠具有正常皮膚結構，但是雌性小鼠傷口愈合卻延遲了2~3天［8］。與傷口愈合延遲截然不同，進一步的分析表明角朊細胞增殖應答明顯增強。上皮重新形成的延遲現象可以反映一些在關鍵過程中存在的缺陷，如黏附、遷移、增殖、凋亡。導致PPARβ表達重新激活的主要原因與其后繼在角朊細胞培養中的反應有著密切的關系。前炎癥細胞因子，如TNFα通過應激相關信號轉導途徑，激活轉錄因子復合體激活劑蛋白-1，最后刺激PPARβ基因的表達。重要的是，這些因子同樣可以誘發產生內源性PPARβ配體［9］。了解PPARβ功能的兩個至關重要的線索來自后來PPARβ野生型（PPARβ+/+）和敲除型PPARβ-/-。原代角朊細胞培養的比較分析：（1）PPARβ-/-角朊細胞在黏附和遷移中存在缺陷［8］。與此相反，PPARβ+/+細胞培養24h時，已經黏附在培養皿中，而PPARβ-/-角化培養后形成圓形，直到4天后才黏附在培養皿中。體外研究表明由于PPARβ-/-細胞在細胞－細胞連接上存在缺陷，這些細胞的遷移被減弱了。（2）PPARβ-/-角朊細胞易與很多凋亡刺激反應，如去除生長因子、給予TNFα［9］。在傷口愈合過程中的PPARβ+/-小鼠的體內也發現PPARβ-/-角朊細胞的凋亡數量增多［9］。
根本上，突變異種細胞在細胞與基質、細胞與細胞之間的連接時存在缺陷，然而PPARβ+/-小鼠表現出角朊細胞增生增強對于體內中傷口邊緣細胞的遷移是非常重要的。另外，增殖與凋亡之間的平衡更傾向于后一種，因為盡管在基底層處角朊細胞的增殖成2倍，但是在上基底層部凋亡細胞的數量增加10倍［9］。這些PPARβ-/-角朊細胞的非特有缺陷變異在PPARβ+/-動物的傷口愈合中起到一定的延遲作用。
3配體激活的PPARβ調節Akt1存活途徑（survivalpathway）
有效的傷口修復需要黏附、遷移和凋亡的緊密調節和同步化過程。一些研究表明Akt1（蛋白激酶B-α）存活途徑在PPARβ-/-變異細胞中起著主要決定性作用：（1）PPARβ-/-角朊細胞的黏附和遷移的缺陷與整合素β1-缺陷性角朊細胞相似［10］，這一現象暗示PPARβ可能參與整合信號轉導。整合素的結合激活一些下游激酶，如參與調節Akt1活性的整合素連接激酶。（2）Akt1的主要作用是抗凋亡效應，通過線粒體和死亡受體凋亡途徑來調節，還可以通過磷酸化作用抑制前凋亡蛋白，如Bad和FKHRs，或通過核因子-KB誘導產生抗凋亡信號［11］
Akt1是主要的3-磷酸肌醇激酶信號轉導的下游效應子。Akt1的最大活性需要Thr-308被3-磷酸肌醇依賴激酶所磷酸化和Ser-473被ILK或其他激酶所磷酸化。ILK和PDK-1都是角朊細胞中PPARβ的靶基因，并且它們各自含有功能性PPRE基因內區和啟動子區域。因此，PPARβ通過ILK和PDK-1表達上調和PTEN（phosphataseandtensinhomologuedeletedonchromosome10）表達下調的協同作用直接控制角朊細胞凋亡，這就導致Akt1的激活增強。Akt1活性增加在生長因子剝奪后引起角朊細胞的存活增加。最后，PPARβ還可以增強核因子-κB的活性，導致基質金屬蛋白激酶-9的產生，而這一結果可以調節角朊細胞的遷移。
許多重疊的表型顯現在PPARβ+/-小鼠上，小鼠在Akt1徑中的plyer存在多種缺陷。這一現象揭示PPARβ在調節Akt1信號轉導途徑中有相當大的影響。ILK和PDK1的缺陷小鼠是胚胎致死性的［12］。削弱的外胚層的分化引起ILK-0致死性。有趣的是，ILK-0纖維母細胞展示出來的細胞分散和增殖率的減小是由于應激纖維和局部黏附的延遲形成導致的。PDK1的缺陷引起多種缺陷包括體節、中腦、神經脊起源的組織的缺少［11］。這些組織的PPARβ表達是高水平的。從骨中去除ILK的小鼠與PDK1亞效等位基因的小鼠體重都較小，這與PPARβ-/-小鼠很相似［13］。缺乏Akt1、Akt2的小鼠的現象在PPARβ-/-小鼠身上也可以發現。Garafalo等已發現PPARβ-/-與Akt1-/-小鼠的相似之處［13］。缺乏Akt2的小鼠呈現野生生長的缺陷和皮下脂肪萎縮［14］。與在Akt信號轉導中PPARβ的主要作用一樣，Akt1、Akt2雙重敲除的小鼠表現出矮小、皮膚發育遲緩、骨骼肌萎縮、骨發育遲緩、脂肪形成不良［15］。
4傷口修復和腫瘤形成
在許多方面，傷口愈合中的正常角化細胞增殖和遷移表型與鱗狀細胞癌的演進表型非常相似。有兩個重要的特點區分這兩個過程：（1）傷口角朊細胞表型轉換由外源性因素刺激所引起。如表皮損傷或損傷后的生長因子的釋放。而癌癥的演進是由角朊細胞的固有刺激所致的基因突變所引起。（2）傷口角朊細胞的激活后，一旦上皮再生完全時，相反表型立即取而代之。而癌癥演進時角朊細胞的惡性轉變是不可逆的。
PPARβ是原癌基因還是腫瘤抑制劑？對于前者，是許多炎性過度增殖的病理現象，如銀屑病［16］和癌癥［17,18］與PPARβ高度不良調節的表達有著密切的關系。異常的PPARβ表達可以引起細胞的生長與癌癥轉移加速，這與小鼠皮膚腫瘤形成中PPARβ在Akt1信號轉導的作用有著密切的關系［20,21］。
相反，PPARβ配體激活延遲使體外的角朊細胞分化［9］，這一過程抑制了細胞的增殖。另外，PPARβ+/-小鼠的傷口皮膚與暴露于PMA發現增強的角朊細胞表型。PPARβ+/+小鼠暴露在PMA局部激發肥大反映，經過相似處理過的PPARβ-/-和PPARβ+/-小鼠會更顯著的肥大［19］，這就暗示PPARβ在肥大反映中有調節作用。而PMA與PMA反應是否是細胞自發效應還不是很確定，因為培養的原代角朊細胞或器官型皮膚培養典型加速角朊細胞的分化［22,23］。因此，有證據說明腫瘤的形成有PPARβ的參與。但是，它的作用是什么，到底是原癌基因還是腫瘤抑制劑這個作用尚不清楚。可能是PPARβ具有雙重作用，這與轉化生長因子－β1的作用非常相似［23］。因為它既依賴于各種階段的轉化，也同時意味著腫瘤的誘導。