Zinc and immunoresistance to infection in aging |
馬秀玲 摘譯自 Tip,2001.(6):205--208 在生命的全過(guò)程,鋅在免疫應答的正確發(fā)揮上起著(zhù)重要作用。本文討論了鋅在老化進(jìn)程中對感染的免疫抵抗作用及其中所涉及的主要生化通路。金屬硫蛋白(MTs),誘導性一氧化氮合酶(iNOS)以及PARP途徑由正常的鋅代謝控制,而這個(gè)調控過(guò)程是通過(guò)感染前細胞因子的作用來(lái)實(shí)現的。 鋅在免疫防御中的作用 鋅維持著(zhù)輔助T細胞(Th1和Th2)之間的平衡,反過(guò)來(lái),它又被Th3細胞所產(chǎn)生的轉化生長(cháng)因子β(TGF-β)和IL-12控制。在老化進(jìn)程中觀(guān)察到的Th1-Th2失衡與鋅缺乏和感染有關(guān)。在老年病例中,補充推薦每日允許量的鋅1~2個(gè)月可恢復Th1-Th2之間的平衡并減少引發(fā)感染的免疫危險因素。實(shí)際上,鋅對老年人群感冒和咳嗽的免疫應答的益處是有限的,這可能是因為長(cháng)期低劑量或短期高劑量治療后積累的鋅對免疫系統有毒性作用。在這種背景下,鋅在血管及腦中積聚并產(chǎn)生副作用,包括LDL、膽固醇水平及神經(jīng)元細胞死亡增加。有報道鋅的毒性作用損害了轉錄因子的活性,包括與它們的同族DNA靶部位相互作用的鋅指區域。因此,為了達到成功的免疫治療,必需謹慎使用鋅劑。 直接作用 鋅可以通過(guò)增加多種DNA復制和轉錄所需酶的活性而直接影響免疫細胞。所有這些酶均依賴(lài)鋅并參與有絲分裂;其他鋅依賴(lài)酶,如核苷磷酸化酶等均在淋巴細胞膜上出現。因而,鋅可通過(guò)與硫醇競爭阻止過(guò)氧化損傷而影響膜的穩定性。另外,鋅對由炎癥前細胞因子和在此之后的核因子κBNF-κB及活化蛋白1(AP-1)激活所誘導的氧化應激有保護作用。保護作用的發(fā)生是由于若干種轉錄因子包括鋅指樣結構域,是DNA復制所必需,它們受細胞間鋅池變化的影響。 鋅也可以通過(guò)鋅依賴(lài)的酪氨酸激酶—P56lck影響T細胞的激活。鋅缺乏和衰老進(jìn)程中可能出現的P56lck活性下降,降低了T細胞上的化學(xué)激活受體與CC或CXC激活家族連接的能力,這將使得遷移到感染灶的純真T細胞以及隨后的活化T記憶細胞的形成減少。 通過(guò)鋅阻止細胞凋亡的研究發(fā)現了一條更深入的鋅相關(guān)通路。細胞凋亡是衰老和感染期間免疫功能下降的一個(gè)特點(diǎn),鋅在這兩種情況下的生物利用率均下降。盡管細胞凋亡的阻止有賴(lài)于鋅的劑量,但通過(guò)鋅阻止細胞凋亡的機制發(fā)生在多個(gè)水平。基于這些情況,最好研究Ca2+/Mg2+核酸內切酶活性,轉錄因子NF-κB和AP-1的激活,caspase-3和Fas-FasL系統的抑制,BCL-2和BAX間比例的增加以及由糖皮質(zhì)激素受體結合的配基抑制。在最后一種情況下,150μmol鋅抑制了由糖皮質(zhì)激素介導的衰老胸腺細胞G0-G1期的凋亡。 另一條通路與胸腺九肽(thymulin)的生物激活所需要的鋅相關(guān),這種激素的活性隨衰老而下降。Thymulin是T細胞成熟和分化、細胞因子生成和自然殺傷細胞活性所必需。衰老進(jìn)程中供給鋅恢復了thymulin的活性以及整體免疫系統的效率。 間接作用 鋅的抗氧化作用以及它在鋅結合MTs 、iNOS和PARP之間平衡的證據有以下幾方面:⑴MTs的表達是在PKC的控制之下,而PKC又由IL-1和IL-6調節。⑵IL-1和IL-6是依賴(lài)鋅的,并且激活iNOS也是通過(guò)PKC激活PARP,而PARP活性需要兩個(gè)鋅指單元。而且,NO影響巨噬細胞活性。⑶通過(guò)PKC,NO在感染期間可調節保護細胞免受氧化應激損傷引起的MT mRNA損傷。⑷NO誘導MTs釋放Zn從而增加了其它酶或蛋白質(zhì)對這種離子的利率。⑸NO能誘導DNA鏈斷裂,從而激活PARP,PARP具有既可以修復DNA又可激活細胞凋亡的雙重作用。上面的幾點(diǎn)表明這些通路間存在復雜的相互作用以及鋅在免疫抵抗中的核心作用。 |