《Clinical Science》:The role of relaxins in blood cell modulation: interactions with relaxin family peptide receptor 1 (RXFP1) and glucocorticoid receptor (GR)
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松弛素家族(relaxin family)作为多效性激素,具有抗氧化(antioxidant)、促血管生成(angiogenic)、抗凋亡(anti-apoptotic)、抗肥大(anti-hypertrophic)、抗炎(anti-inflammatory)
松弛素家族(relaxin family)作为多效性激素,具有抗氧化(antioxidant)、促血管生成(angiogenic)、抗凋亡(anti-apoptotic)、抗肥大(anti-hypertrophic)、抗炎(anti-inflammatory)、抗纤维化(antifibrotic)和血管舒张(vasodilatory)等多种作用。为了充分认识松弛素(relaxins)的潜在治疗应用及其病理生理学意义,了解其多方面的作用至关重要。研究人员通过本综述旨在阐明松弛素在调节血细胞(blood cells)生物学和功能中的作用,特别强调由松弛素-2(relaxin-2)激活的松弛素家族肽受体1(RXFP1)和糖皮质激素受体(GR)的信号通路。松弛素-2影响循环血细胞计数,并对巨核细胞(megakaryocytes)、血小板(thrombocytes)和肥大细胞(mast cells)发挥抑制作用。它还具备免疫调节特性,影响粒细胞(granulocytes)和粒细胞缺乏细胞(agranulocytes),尤其是在其形态、分化和功能方面。松弛素-1(relaxin-1)调节树突状细胞(dendritic cells)的成熟和细胞因子分泌。RXFP1可能在血液恶性肿瘤和子痫前期(preeclampsia)中发挥重要作用。松弛素所展现的广泛活性显著影响血细胞生物学,并突显其在多种疾病(包括血液、心血管、肾脏、妊娠相关和纤维化疾病)中的治疗潜力。
**引言**
松弛素-2(relaxin-2)是胰岛素超家族(insulin superfamily)的成员,最初被描述为参与妊娠期间耻骨间韧带松弛的肽类激素,但其生物学作用现已扩展至结缔组织重塑、妊娠和女性生理学之外。在非妊娠期,系统性松弛素-2水平极低或缺失,但局部组织可分泌该激素,发挥多效性作用,包括对血细胞群体的影响。研究表明,松弛素-2可暂时影响循环血细胞成分的数量,如升高白细胞计数、降低淋巴细胞和增加中性粒细胞数量,并减少红细胞计数。此外,松弛素-2调节免疫细胞功能、血小板聚集以及中性粒细胞、肥大细胞和T细胞活性,并影响免疫细胞募集和极化,在炎症和血液病中具有潜在意义。
**松弛素:多功能肽类激素及其受体**
松弛素肽家族包含7个成员,由RLN1-3基因编码的松弛素亚型和INSL3-6基因编码的胰岛素样肽组成。成熟松弛素为双链肽,分子量约6 kDa,含有一个链内和两个链间二硫键。松弛素-2主要通过G蛋白偶联受体RXFP1(原LGR7)发挥作用,而RXFP2(原LGR8)也可被激活,但松弛素-2在体内对RXFP2的生理激活尚无证据。此外,松弛素-2被鉴定为糖皮质激素受体(GR)激动剂,而皮质醇是主要的生理性GR配体,调节免疫活性。这一发现为松弛素-2的免疫调节作用提供了新视角。
**RXFP1:介导松弛素信号传导的主要受体**
RXFP1是一种A类G蛋白偶联受体,具有独特的胞外结构:N端低密度脂蛋白A类模块(LDLa)连接至富含亮氨酸重复序列(LRR)结构域,两者对配体识别和受体激活至关重要。松弛素-2与LRR结构域结合后,促进LDLa模块与跨膜束的分子内相互作用,稳定活性GPCR构象,从而偶联多种G蛋白。经典RXFP1激活刺激Gs增加cAMP/PKA信号,但也可参与Gi/o、PI3K/Akt、ERK1/2、PKC-ζ和NO-sGC-cGMP通路,信号输出取决于细胞类型。在血管内皮细胞中,RXFP1通过PI3K-Akt激活eNOS,增加NO和cGMP,驱动血管舒张和抗炎作用;在间充质细胞中,RXFP1激活ERK1/2和nNOS来源的NO,上调胶原降解MMPs,中断TGF-β/Smad2信号,逆转肌成纤维细胞分化;在肝星状细胞中,RXFP1抑制TGF-β/Smad活性,增强胶原酶表达,并可能涉及PPARγ;在纤维软骨细胞中,RXFP1驱动ERK/PI3K通路诱导MMP-9/13,重塑细胞外基质;在生殖组织中,RXFP1升高cAMP和ERK活性,并与类固醇通路交互;在神经细胞中,RXFP1激活ERK-nNOS-NO信号,提供抗氧化和抗凋亡保护。此外,RXFP1在白血病细胞中表达显著升高,急性髓系白血病(AML)中增加2.71倍,慢性髓系白血病(CML)中增加3.31倍,且高表达与较差癌症特异性生存率相关,提示其在白血病进展和治疗中的潜在作用。
**GR作为松弛素作用的替代介质**
松弛素-2作为GR激动剂的发现源于RU486(GR拮抗剂)可消除其免疫抑制效应。研究表明,松弛素-2激活GR,诱导糖皮质激素响应元件(GRE)控制下的基因表达,抑制促炎细胞因子(IL-1、IL-6、TNF-α)分泌,且效力强于地塞米松(DEX)。松弛素-2与GR复合物结合,促进GR核转位,并在30分钟内达到峰值。直接结合实验中,松弛素-2与GR具有高亲和力(IC50~0.4-4 nM),优于DEX和皮质酮,并诱导GR丝氨酸211磷酸化。功能上,松弛素-2模拟DEX上调抗氧化酶,抑制NF-κB和AP-1转录活性,这些效应被RU486或GR基因沉默消除。在体内,松弛素-2改善TNFα诱导的内皮功能障碍和急性胰腺炎,减少促炎细胞因子,RU486可逆转这些效应。重要的是,化学修饰阻止RXFP1相互作用的松弛素-2仍保留GR结合能力,提示GR激活可独立于经典松弛素受体。然而,在HEK293T细胞(缺乏RXFP1/2)中,松弛素-2未激活GRE,而在RXFP1转染的HEK293T细胞中触发GRE响应,表明细胞类型或受体背景依赖性。不同研究结果存在矛盾,可能与实验设计差异有关,包括细胞类型、报告系统和松弛素-2浓度。Horton等提出,较低浓度优先激活GR,较高浓度激活RXFP1,为差异提供解释。总体而言,证据支持松弛素-2作为功能性GR激动剂,但RXFP1的贡献和浓度依赖性尚需进一步研究。
**松弛素及其对血细胞功能的影响**
血细胞来源于造血干细胞(HSC),分为髓系和淋巴系。松弛素-2对多种血细胞类型产生影响,以下分述。
**松弛素-2对巨核细胞和血小板的影响**
松弛素-2剂量依赖性地减少血小板数量并抑制聚集,伴随巨核细胞形态改变,包括细胞骨架重排限制血小板释放。信号层面,松弛素-2通过L-精氨酸-NO-cGMP途径抑制血小板活化的构象变化和颗粒胞吐。血小板表达RXFP1作为唯一经典松弛素受体,表明松弛素-2直接调节血小板功能。GR的作用尚不明确,巨核细胞中GR增强血小板释放但抑制聚集,但血小板无核,无法进行经典基因组GR信号,需进一步研究。松弛素-2作为血小板产生和活化的负调节因子,主要经RXFP1和NO-cGMP信号,可能具有抗血栓和免疫调节潜力。
**松弛素-2对肥大细胞的影响**
松弛素-2减少肥大细胞脱颗粒,降低循环组胺水平。通过肥大细胞表达的RXFP1激活,松弛素-2抑制糜酶、类胰蛋白酶、IL-6和TNF-α释放,涉及增加NO产生、降低胞内Ca2?浓度和升高cGMP,抑制钙依赖性胞吐。松弛素-2还通过PI3K-Akt通路抑制NF-κB,增强抗炎作用。GR也可能参与,糖皮质激素稳定肥大细胞并限制组胺释放,可能通过快速非基因组GR通路,但直接机制研究尚缺。
**松弛素-2对白细胞的影响**
白细胞包括粒细胞和粒细胞缺乏细胞。GR在所有白细胞群体中表达,RXFP1在淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞及某些祖细胞和血液肿瘤细胞系中表达。松弛素-2影响白细胞数量,如增加子宫内膜中中性粒细胞、CD56+ NK细胞和CD68+巨噬细胞,而不影响CD3+ T淋巴细胞。在心脏缺血-再灌注模型中,松弛素-2减少白细胞密度,抑制IL-1β、IL-6和MCP-1表达,不影响TNFα。此外,松弛素-2可通过刺激糖蛋白(glycodelin)合成间接调节免疫,糖蛋白启动子含有GRE/PRE,可能通过GR激活;同时,松弛素-2可能通过半乳凝素(galectins)调节免疫,但机制尚不明确。
**松弛素-2对粒细胞的影响**
- **中性粒细胞**:松弛素-2剂量依赖性地降低CD11b表达和超氧阴离子产生,增强NO合成,降低胞内Ca2?水平,抑制脱颗粒、趋化和氧化爆发,这些效应依赖RXFP1和NO-cGMP信号。松弛素-2还通过降低P-selectin和VCAM-1表达,减少中性粒细胞滚动、黏附和跨内皮迁移。在心肌缺血-再灌注模型中,松弛素-2降低中性粒细胞浸润、MPO活性和脂质过氧化产物,维持钙稳态。GR也可能参与,但松弛素-2对NO信号的依赖性提示RXFP1主导。
- **嗜碱性粒细胞**:松弛素-2剂量依赖性地降低CD63表达,防止免疫原性和非免疫原性刺激下的过敏性脱颗粒,通过增强钙/钙调蛋白依赖性NO合酶活性增加内源性NO产生,NOS抑制剂可逆转其效应。GR也可能通过非基因组通路抑制嗜碱性粒细胞活化,但松弛素-2主要经RXFP1发挥作用。
- **嗜酸性粒细胞**:松弛素-2对嗜酸性粒细胞的影响研究有限,一项研究未观察到其形态或功能显著变化,但可能通过调节Th2细胞因子和IL-13发挥抗纤维化作用,需进一步研究。
**松弛素-2对粒细胞缺乏细胞的影响**
松弛素-2影响外周血单核细胞(PBMC),增加TNF-α和IL-1β分泌,并诱导cAMP积累,促进黏附和迁移。在CD4+ T细胞中,松弛素-2促进向Th1分化,增强IFN-γ产生,而不影响IL-4,提示对Th1的直接作用,与GR偏向Th2的方向不同。在系统性红斑狼疮(SLE)中,松弛素-2对T细胞和单核细胞有调节作用,但不影响B淋巴细胞或抗dsDNA抗体水平。
**单核吞噬细胞系统(MPS)细胞中松弛素家族肽受体的表达**
在不同细胞类型和分化状态下,RXFP1表达各异。THP-1单核/巨噬细胞系中RXFP1高表达,RXFP3和RXFP4低表达;分化后的THP-1细胞RXFP1表达最低;肿瘤微环境中的巨噬细胞RXFP1水平最高。人蜕膜巨噬细胞(DMs)表达RXFP1,但水平低于THP-1细胞。
**松弛素-1和松弛素-2对免疫细胞浸润的差异效应**
松弛素-2一致地限制巨噬细胞浸润,减少心肌和肝脏移植模型中的巨噬细胞和中性粒细胞进入,与糖皮质激素类似。松弛素-1则促进细胞毒性T细胞、树突状细胞和NK细胞浸润,减少Treg,将肿瘤微环境转向抗肿瘤表型。
**松弛素-2作为肿瘤微环境动力学的调节剂**
松弛素-2促进单核细胞分化为肿瘤相关巨噬细胞(TAMs),通过RXFP1激活增强TAM浸润,依赖cAMP和NO信号,有利于肿瘤生长和转移。这与非恶性环境中的抗炎作用形成对比。
**松弛素-2介导的黏附、迁移和细胞因子产生**
松弛素-2增强THP-1细胞黏附(1.5倍)和迁移(近2倍)至MCP-1,依赖RXFP1/Gαs/腺苷酸环化酶/cAMP轴,并引起双相cAMP响应和短暂MAPK激活。在细胞因子方面,松弛素-2降低THP-1细胞中IL-6和IL-1β mRNA,不影响TNF-α和IL-10;在蜕膜巨噬细胞中减少CSF2和IL-8分泌;在LPS刺激的巨噬细胞中抑制IL-1、IL-6、TNF-α达40%。松弛素-2还诱导VEGF和bFGF表达,支持血管生成,并上调MMP-9(通过NF-κB),不同于糖皮质激素。这些效应中,部分与GR依赖的免疫调节重叠,但松弛素-2增强VEGF和MMP-9,表明其作用超出经典GR生物学。
**松弛素在巨噬细胞极化中的作用**
松弛素-2促进巨噬细胞向M2样抗炎表型极化,增加MRC、IL-4、精氨酸酶、IL-10、Ym1和CX3CR1表达,减少iNOS、TNF-α、CCL-3和IL-23。体外和体内实验均证实松弛素-2诱导M0和M1向M2转化,机制涉及抑制TLR4-MyD88-NF-κB信号。GR同样促进M2极化,抑制CCL3并增强MRC1表达。分化THP-1细胞中GR水平高而RXFP1低,提示松弛素-2可能通过GR作用;在蜕膜巨噬细胞中,RU486逆转松弛素-2效应,支持GR激动剂角色。此外,松弛素-2激活CREB,可能增强GR信号,并抑制AP-1激活。
**松弛素-1对抗原呈递细胞的影响**
松弛素-1诱导未成熟树突状细胞(DC)成熟,增加CD80、CD86和MHC I/II类分子表达,促进促炎细胞因子(TNF-α、IL-1β、IL-6)分泌,增强抗原呈递和T细胞激活,可能通过DC表达的RXFP1介导。
**总结与未来展望**
松弛素-2对多种血细胞类型具有抑制作用(巨核细胞、血小板、肥大细胞、嗜碱性粒细胞、中性粒细胞),同时刺激糖蛋白合成和Th1分化,调节巨噬细胞浸润和极化,抑制促炎细胞因子。松弛素-1则增强免疫活性,如诱导DC成熟。RXFP1在白血病和子痫前期中具有临床意义。松弛素-2的双受体机制(RXFP1和GR)解释了其部分重叠但非完全相同的效应,如增强VEGF和MMP-9不同于糖皮质激素。未来研究需明确RXFP1和GR的独立贡献,并探索松弛素-2在自身免疫病、纤维化疾病和妊娠并发症中的治疗潜力,同时关注免疫原性和抗血栓活性等安全性问题。