肺纤维化相关的转化生长因子-β信号通路中TGF-β与受体结合激活Smad蛋白家族调控靶基因促成纤维细胞活化等,不同年龄、性别、吸烟史、基础肺部疾病影响其活性;丝裂原活化蛋白激酶信号通路包含p38等亚型,不同年龄、性别、生活方式、基础疾病影响其活化及纤维化进程;核因子-κB信号通路被激活诱导炎症介质促肺纤维化,不同年龄、性别、生活方式、基础疾病影响其激活;磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B信号通路活性上调抑制凋亡等,不同年龄、性别、生活方式、基础疾病影响其激活。
一、转化生长因子-β(TGF-β)信号通路
TGF-β是参与肺纤维化的关键细胞因子,其信号通路中,TGF-β与细胞膜上的受体结合后,激活Smad蛋白家族。例如Smad2/3被磷酸化后与Smad4形成复合物,转移至细胞核内,调控靶基因表达,促进成纤维细胞活化、增殖以及细胞外基质(如胶原蛋白等)的合成。研究表明,在肺纤维化动物模型中,TGF-β水平显著升高,且阻断TGF-β信号通路可减轻肺纤维化程度,这提示该通路在肺纤维化发生发展中起重要促纤维化作用。不同年龄人群中,老年个体由于机体修复功能衰退,TGF-β信号通路的异常激活可能更为持久;男性和女性因激素等差异,TGF-β信号通路的响应强度可能有别;有吸烟史人群,烟草中的成分可增强TGF-β信号通路活性,加重肺纤维化;有基础肺部疾病(如慢性阻塞性肺疾病等)病史者,原有疾病状态可通过影响TGF-β信号通路相关因子表达,促使肺纤维化进展。
二、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路
MAPK信号通路包含p38、细胞外信号调节激酶(ERK)等亚型。以p38MAPK为例,其被激活后,可促进炎症因子(如白细胞介素-1β等)释放,并且诱导成纤维细胞向肌成纤维细胞分化,进而促进细胞外基质沉积。在肺纤维化患者肺组织中,p38MAPK活性明显增强。ERK通路则可能参与细胞增殖等过程,肺纤维化时该通路的异常激活会影响细胞的增殖状态,从而参与纤维化进程。不同年龄阶段,年轻个体与老年个体的MAPK信号通路调控机制存在差异,老年人群因细胞修复能力下降,MAPK信号通路的异常活化更易导致纤维化持续;男性和女性由于激素等因素,MAPK信号通路的响应特性不同;有吸烟等不良生活方式人群,烟草中的有害物质可激活MAPK信号通路,加重肺纤维化;有肺部基础疾病病史者,原有疾病可干扰MAPK信号通路的平衡,诱发或加重肺纤维化。
三、核因子-κB(NF-κB)信号通路
NF-κB被激活后,会诱导炎症介质(如肿瘤坏死因子-α等)的表达,慢性炎症状态是肺纤维化发生发展的重要环节。在肺纤维化模型中,可见NF-κB持续激活,炎症因子的持续释放会损伤肺组织,促进成纤维细胞活化和细胞外基质沉积。不同年龄人群中,老年个体的免疫调节功能减弱,NF-κB信号通路的过度激活更难控制;男性和女性因激素水平差异,NF-κB信号通路的激活程度可能有别;有吸烟等不良生活方式人群,烟草中的成分可促进NF-κB信号通路激活,加重肺纤维化炎症状态;有基础肺部疾病病史者,原有疾病可使NF-κB信号通路异常活化,推动肺纤维化进程。
四、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号通路
PI3K被激活后可促使Akt磷酸化,活化的Akt能够抑制细胞凋亡,促进成纤维细胞存活以及细胞外基质沉积。多项研究发现,在肺纤维化组织中PI3K/Akt信号通路活性上调。不同年龄人群中,老年人群细胞凋亡调控机制减弱,PI3K/Akt信号通路的异常激活更易导致成纤维细胞存活,加重纤维化;男性和女性因激素等因素,PI3K/Akt信号通路的响应存在差异;有吸烟等不良生活方式人群,烟草中的成分可影响PI3K/Akt信号通路,促进成纤维细胞存活和基质沉积,加重肺纤维化;有基础肺部疾病病史者,原有疾病可改变PI3K/Akt信号通路平衡,诱发或加重肺纤维化。