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促炎基因

促炎基因(Pro-inflammatory genes)是指编码促进炎症反应的细胞因子、趋化因子、受体及信号转导分子的基因。这些基因在病原体感染、组织损伤和免疫调节过程中发挥重要作用¹。促炎基因的异常表达可能导致慢性炎症、组织损伤和免疫相关疾病,如类风湿关节炎、炎症性肠病(IBD)和动脉粥样硬化²。

1. 主要促炎基因

(1)促炎细胞因子基因

  • TNF-α(肿瘤坏死因子α,Tumor Necrosis Factor-alpha):由TNF(TNF gene)编码,主要由巨噬细胞、T细胞等免疫细胞分泌,能够激活NF-κB信号通路,促进白细胞募集并诱导细胞因子级联反应³。
  • IL-1家族(白细胞介素-1,Interleukin-1 family):IL1A、IL1B编码IL-1α和IL-1β,主要由单核细胞、巨噬细胞和成纤维细胞分泌,能增强T细胞活化并促进炎症因子的释放⁴。
  • IL-6(白细胞介素-6):由IL6基因编码,既具有促炎作用,又在特定条件下具有抗炎作用。IL-6可通过JAK/STAT信号促进急性期反应蛋白(如CRP)的产生⁵。
  • IL-17(白细胞介素-17):由IL17A基因编码,主要由Th17细胞分泌,能促进中性粒细胞募集,并在自身免疫病(如银屑病、类风湿关节炎)中起关键作用⁶。

(2)趋化因子基因

  • CCL2(单核细胞趋化蛋白-1,MCP-1):由CCL2基因编码,能促进单核细胞迁移至炎症部位,在动脉粥样硬化等疾病中起重要作用⁷。
  • CXCL8(IL-8):由CXCL8基因编码,主要由巨噬细胞、内皮细胞等产生,能促进中性粒细胞趋化并增强炎症反应⁸。
  • CXCL10(IFN-γ诱导的趋化因子):由CXCL10基因编码,可介导Th1细胞募集,增强抗病毒和抗肿瘤免疫⁹。

(3)炎症信号转导基因

  • NFKB1(核因子κB,Nuclear Factor-kappa B):NF-κB信号通路是促炎基因表达的核心调控机制,NFKB1基因编码NF-κB p50亚基,可调控TNF-α、IL-1β、IL-6等基因的转录¹⁰。
  • STAT3(信号转导与转录激活因子3,Signal Transducer and Activator of Transcription 3):由STAT3基因编码,能响应IL-6信号促进急性炎症反应,同时在慢性炎症和癌症进展中起作用¹¹。
  • TLR(Toll样受体,Toll-like receptor)家族:TLR基因编码模式识别受体(PRR),能识别病原体相关分子模式(PAMPs),激活先天免疫反应¹²。

2. 促炎基因的调控机制

(1)NF-κB信号通路:NF-κB被IκB抑制蛋白抑制,炎症刺激(如LPS、TNF-α)能通过IKK复合物促使IκB降解,释放NF-κB进入细胞核,激活促炎基因¹³。
(2)JAK/STAT通路:IL-6等细胞因子可通过JAK激酶磷酸化STAT3,使其进入细胞核并促进炎症基因表达¹⁴。
(3)miRNA调控:miR-146a可抑制NF-κB信号,减少炎症基因的表达,miR-155则促进TNF-α和IL-6的表达¹⁵。

3. 促炎基因与疾病

(1)自身免疫病:IL-17在类风湿关节炎和银屑病中作用显著,TNF-α拮抗剂已被用于类风湿关节炎治疗¹⁶。
(2)心血管疾病:CCL2促进巨噬细胞浸润,参与动脉粥样硬化斑块形成¹⁷。
(3)癌症:慢性炎症促进肿瘤发生,如IL-6/STAT3信号可促进肝癌和结直肠癌进展¹⁸。

4. 促炎基因的临床应用

(1)抗炎药物:TNF-α抑制剂(如Infliximab)用于炎症性肠病和类风湿关节炎¹⁹。
(2)趋化因子阻断剂:CCR2拮抗剂用于抗动脉粥样硬化²⁰。
(3)miRNA疗法:miR-146a类似物用于降低炎症反应²¹。

参考文献

¹ Medzhitov R. Origin and physiological roles of inflammation. Nature. 2008;454(7203):428-435.
² Libby P. Inflammation in atherosclerosis. Nature. 2002;420(6917):868-874.
³ Aggarwal BB. Signalling pathways of the TNF superfamily: a double-edged sword. Nat Rev Immunol. 2003;3(9):745-756.
⁴ Dinarello CA. Interleukin-1 in the pathogenesis and treatment of inflammatory diseases. Blood. 2011;117(14):3720-3732.
⁵ Hunter CA, Jones SA. IL-6 as a keystone cytokine in health and disease. Nat Immunol. 2015;16(5):448-457.
⁶ Korn T, Bettelli E, Oukka M, Kuchroo VK. IL-17 and Th17 Cells. Annu Rev Immunol. 2009;27:485-517.
⁷ Deshmane SL, Kremlev S, Amini S, Sawaya BE. Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1): an overview. J Interferon Cytokine Res. 2009;29(6):313-326.
⁸ Baggiolini M. Chemokines and leukocyte traffic. Nature. 1998;392(6676):565-568.
⁹ Groom JR, Luster AD. CXCR3 in T cell function. Exp Cell Res. 2011;317(5):620-631.
¹⁰ Baldwin AS. Control of oncogenesis and cancer therapy resistance by the transcription factor NF-κB. Nat Rev Cancer. 2001;1(1):49-58.
¹¹ Yu H, Pardoll D, Jove R. STATs in cancer inflammation and immunity. Nat Rev Cancer. 2009;9(11):798-809.
¹² Akira S, Uematsu S, Takeuchi O. Pathogen recognition and innate immunity. Cell. 2006;124(4):783-801.
¹³ Hayden MS, Ghosh S. Shared principles in NF-κB signaling. Cell. 2008;132(3):344-362.
¹⁴ O'Shea JJ, Murray PJ. Cytokine signaling modules in inflammatory responses. Immunity. 2008;28(4):477-487.
¹⁵ O’Connell RM, Rao DS, Chaudhuri AA, Baltimore D. Physiological and pathological roles of microRNAs in the immune system. Nat Rev Immunol. 2010;10(2):111-122.

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