脂氧素是一种花生四烯酸的代谢产物，能广泛调节多种炎性细胞的功能和炎症相关基因的表达，称为炎性反应的"停止信号(stop signals)"或"刹车信号(braking signals)"，脂氧素通过调控多种炎症信号通路促进炎症的消退。现对脂氧素调控多种炎症信号通路及其抗炎作用机制的研究进展进行综述。
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脂氧素(lipoxins，LXs)是Serhan于1984年发现的二十烷类(eicosanoids)家族中一类花生四烯酸(arachidonic acid，AA)的产物，可通过多种细胞表面的受体发挥抗炎和促进炎症消退的作用。LXs的抗炎作用是通过调控多种炎症信号通路来抑制炎性因子分泌、细胞增殖、迁移和分化来实现的，其强大的抗炎作用涉及机体的多个系统。现就LXs对多种炎症信号通路的调控作用做一阐述，总结LXs的抗炎作用机制，为LXs未来能作为新型抗炎药物应用于临床提供理论支持。
LXs主要成员是脂氧素A4(LXA4)、脂氧素B4(LXB4)以及各自的异构体。LXs主要通过跨细胞途径，经不同脂加氧酶(lipoxygenase，LO)按顺序催化AA而合成。LXs主要有3条跨细胞合成途径[1]：15－LO催化途径、12－LO催化途径和阿司匹林诱发途径。LXs的合成受多种因素的影响：白细胞介素(IL)－13和IL－4可通过促进15－LO表达与活性来促进LXs生成。粒细胞单核细胞集落刺激因子(granulocyte－macrophage colony－stimalating，GM－CSF)、血小板衍生的生长因子(platelet derived growth factor，PDGF)、IL－3、血小板与白细胞的黏附可上调15－LO表达而增加LXs生成；IL－1β和肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor－α，TNF－α)可通过上调乙酰化环氧化酶(COX2)的活性来促进阿司匹林诱导的LXs的合成[2]。LXs生成后在局部组织发挥作用，然后迅速失活。LXA4在15－羟基前列腺素脱氢酶(15－PGDH)的作用形成无活性的13，14－二氢－LXA4，而LXB4在15－PGDH作用下形成无活性的5－oxo－LXB4。而且，多形核白细胞还可将LXA4、LXB4代谢为20－羟－LXA4及20－羟－LXB4而失活[3]。
LXs要同相应的受体结合发挥生物学效应，主要有3种受体：LXA4受体(1ipoxin A4 receptor，ALX)、半胱氨酸白三烯(cysteinyl leukotriene，CysLT)受体和芳烃受体(arylhydrocarbon receptor，AhR)，其中甲酰肽受体2(formyl peptide receptor 2，FPR2)/ALX受体是最主要的、也是早期的LXA的受体[4]。LXA4与LXB4分别作用于各自受体，CysLT包括白三烯(leukotriene，LT)D4和C4，其受体分别为CysLT1和CysLT2。
炎症信号通路是LXs发挥抗炎作用的途径，由于不同信号网络的特异性和复杂性，LXs对各个通路的调控作用也呈多样化表现。
JAK/STAT信号通路是一条由细胞因子刺激参与细胞增殖、分化、凋亡以及炎性反应的信号转导通路，许多炎性细胞因子通过JAK/STAT信号通路来传导信号。体内和体外实验证实，STAT3影响肾脏系膜细胞的纤维化进程，而TNF－α刺激系膜细胞可使STAT3分子的活性增强，但可被LXA4逆转，说明LXA4通过调节JAK/STAT信号通路缓解肾脏的纤维化[5]。细胞因子信号传导抑制蛋白(suppressor of cytokine signaling，SOCS)是JAK/STAT的负性调节因子[6]，而LXA4可表现为SOCS1/2的抑制剂，调控JAK/STAT信号通路的活性[7]。LXA4受体蛋白基因的转染可增强LXA4对结缔组织生长因子(connective tissue growth factor，CTGF)诱导的肺纤维化的抑制作用，其机制是LXA4拮抗CTGF诱导的STAT3与DNA结合的活性，从而缓解纤维化的进程[8]。
MAPKs是一组能被不同的细胞外刺激激活的丝氨酸－苏氨酸蛋白激酶，参与细胞生长、分裂、分化、死亡以及细胞间的功能同步和炎性信号传递等多种生理过程[9,10]。哺乳类动物细胞目前已发现存在下述3条常见的并行MAPKs信号通路：胞外信号调节激酶(extracellular signal－regulated kinase，ERK)、c－Jun氨基末端激酶(c－Jun N－terminal kinase, JNK)、p38 MAPK。
ERK正常定位于细胞质，当激活后转位至胞核，调节转录因子活性，调控细胞的炎性反应。在大脑缺血－再灌注(ischemia reperfusion，I/R)损伤病理环境下，LXA4抑制了ERK的激活，而对p38和JNK的磷酸化没有影响[11]。在慢性脑灌注不足的大鼠模型中，LXA4可减轻氧化应激引起的神经损害，其机制是LXA4诱导ERK的磷酸化激活核因子E2相关因子2(nuclear factor E2－related factor 2，Nrf2)并促使其核转位[12]。研究发现，LXA4通过抑制ERK1/2的表达，缓解结膜炎的炎症进程，影响疾病进展[13]。另外，ERK1/2的活性与脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)诱导的急性肾损伤肺组织和内皮细胞中连接蛋白的水平相关，LXA4通过抑制ERK1/2的活性抑制炎症的扩散[14]。
JNK信号转导通路受各种各样的细胞外刺激而激活，包括生长因子、细胞因子、细胞应激和炎症刺激。LXA4的抗炎机制涉及JNK信号通路：在缓解神经性疼痛的机制中，LXA4可上调抗炎因子转换生长因子β1(transforming growth factor－β1，TGF－β1)和IL－10的分泌，减弱JNK、ERK的磷酸化水平和核因子－κB(nuclear factor－kappa B，NF－κB)/p65的活性[15]。同样，LXA4在治疗外伤性脑损伤也表现为抑制促炎因子TNF－α、IL－1β和IL－6的表达，抑制JNK和ERK的磷酸化[16]。研究发现，非甾体类抗炎药可激活JNK的磷酸化，LXA4则可抑制JNK的磷酸化，而且非甾体类抗炎药能抑制LXA4的生成[17]，因此，LXA4对JNK信号通路的抑制作用决定了胃黏膜细胞炎性损伤的程度。
p38是MAPKs家族控制炎症和应激反应的重要成员，p38 MAPK通路的激活剂与JNK通路相似，一些能够激活JNK的促炎因子和应激刺激也可激活p38。研究发现，LXA4通过抑制p38的磷酸化，下调p38 MAPK和基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)9的活性而发挥抗炎和抗纤维化的作用[18]。另外，研究发现，蛛网膜下腔出血的大鼠内生型LXA4表达减少，但外源性LXA4可激活FPR2的活性，通过抑制p38的磷酸化来切断p38 MAPK信号通路，减少IL－1β和IL－6等炎性因子的浸润[19]。BML－111是LXs受体的抑制剂，可刺激肾脏中磷酸化的过氧化物酶体增殖剂激活受体α(phosphorylation peroxisome proliferators－activated receptors，pPPARα)和血红素氧合酶(heme oxygenase，HO)－1水平的上调，而磷酸化p38 MAPK(pp38 MAPK)抑制剂SB203580可下调BML－111诱导的pp38 MAPK、pPPARα和HO－1的表达，由此可看出，LXA4抑制剂BML－111能通过激活p38 MAPK/PPARα/HO－1信号通路来保护肾脏细胞[20]。Dunn等[21]研究发现LXA4能提高阿尔茨海默小鼠的认知能力，干预小神经胶质吞噬细胞的炎性激活，其机制与LXA4抑制p38的磷酸化有关。
PI3K/Akt信号通路通过抑制细胞凋亡过程参与细胞生存途径，通过磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白调节细胞的增殖、分化、凋亡以及迁移等参与炎性反应。研究发现，LXA4可下调Akt的表达，构建机体的抗炎反应内环境，抑制疱疹病毒的感染[22]。LXA4对LPS诱导的CTGF蛋白的表达受PI3K/Akt信号通路活性的影响。CTGF可上调PI3K/Akt和STAT3水平，下调p27Kkip1水平，从而导致成纤维细胞的纤维化[23]，而LXA4则可作用于PI3K/Akt和JAK/STST信号通路抑制这一过程[24]。与张力蛋白同源10号染色体缺失的磷酸酶(phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten，PTEN)是PI3K/Akt的负性调节因子，体内和体外实验证实，LXA4可抑制LPS诱导的Akt的磷酸化，作用于PTEN/Akt通路影响急性肺损伤的病情进展[25]。LXA4对信号通路的影响可以表现为横向扩散，Wu等[26]发现用LXA4干预的系膜增生性肾小球肾炎的大鼠蛋白尿和炎性浸润减轻、PI3K磷酸化水平以及Akt1、NF－κB和STAT3的表达均下降。另外，LXs对炎症的全面调控也体现在切断信号通路方面，阿司匹林诱生型脂氧素(aspirin－triggered lipoxin A4，ATL)通过抑制PI3K/Akt信号通路中Akt的磷酸化，参与炎性体激活的炎性级联反应导致的吗啡的抗伤害性刺激的耐受性机制[27]。
NF－κB是介导许多免疫和炎性反应的中心物质，对NF－κB信号通路的抑制是LXs拮抗多种炎性反应的重要途径[15,26]。NF－κB的激活分为经典途径和非经典途径，p65和IκBα参与经典途径的激活，而非经典途径的代表因子是p50和p52。研究发现，在小鼠骨髓来源的巨噬细胞中，LXA4抑制了LPS诱导的IκBβ酶的活性，抑制NF－κB的核转位，促进炎症的消退[28]。Yao等[29]用ATL干预LPS刺激的星形胶质细胞，结果发现ATL抑制了炎性反应，而且还抑制了LPS诱导的NF－κB p65核转位和IκBα的磷酸化。在急性胰腺炎的大鼠模型中，ATL下调TNF－α、IL－1β和IL－6等细胞因子和NF－κB p65的表达，切断NF－κB信号通路的活性，抑制炎性反应[30]。在急性肝损伤的大鼠模型中，LXA4通过抑制肝细胞和库普弗细胞中NF－κB信号通路的活性，下调炎性因子TNF－α和IL－6 mRNA的水平，降低炎症应答机制，缓解肝细胞损伤[31]。
PKC是丝氨酸－苏氨酸激酶(serine－threonine kinases)家族成员，是一种Ca2＋激活的磷脂依赖性蛋白激酶，参与细胞增殖、凋亡、迁移和炎症调节基因的表达等。在细胞内的炎症级联反应中，PKC参与LXs诱导的相关受体信号的传递。在哮喘发作的呼吸道炎性反应中，LXs可调节多种信号通路抑制炎症的进展，包括PKC[32]。FPR2/ALX是PKC特异性受体，在巨噬细胞中，LXA4通过PKC通路诱导FPR2/ALX的内生化，如果抑制PKC的活性，FPR2/ALX的内生化也会受到抑制。聚异戊二烯二磷酸磷酸酶1(polyisoprenyldiphosphate phosphatase 1，PDP1)的磷酸化可促进中性粒细胞的活化，其磷酸化过程受PKC亚基PKCβⅡ的调控，而LXA4则抑制PKCβⅡ的活性，减弱炎症应答[33]。
脏器的慢性炎症会导致纤维化的发生，纤维化的过程也有炎性因子的参与，TGF－β1是纤维化最重要的细胞因子，Smads信号蛋白家族是TGF－β1的下游传导分子[34]，其中Smad2/3是TGF－β1特异性Smad受体，而LXA4有很强的抗纤维化作用，可抑制Smad2/3分子的表达和核转位。但是，LXA4并没有影响Smad2/3的磷酸化，因此，LXA4的抗纤维化作用和TGF－β1/Smads信号通路相关，但可能不通过抑制Smad2/3的磷酸化这个靶点来实现[35]。在单侧输尿管结扎(unilateral ureteric obstruction，UUO)的肾脏纤维化大鼠模型体内，TNF－α和γ干扰素(interferon－γ，IFN－γ)等炎性分子的表达下降、Smads、MAPKs和Akt等蛋白分子水平下调，同样在体外环境中，LXA4抑制了TGF－β1诱导的Smad2和MAPK的活性，缓解肾脏纤维化的病理进程[36]。
细胞的氧化应激与炎症反应密不可分，氧化应激产生的活性氧(reactive oxygen species，ROS)具有直接或间接地损伤细胞内蛋白质、脂质、核酸等大分子物质的生理功能，而机体则形成了一套复杂的氧化应激应答系统缓解细胞所受的损害。Nrf2是细胞氧化应激反应中的关键因子，通过与ARE相互作用，调节抗氧化蛋白的表达，LXA4能通过调节Nrf2的核转位和Nrf2与HO－1/ARE的结合力发挥抗炎和抗氧化作用[37]。体内实验证实，LXA4在I/R病理条件下表现为脑细胞保护作用，其机制与Nrf2/ARE通路相关：Nrf2的过表达可降低I/R的氧化应激反应，而LXA4可诱导Nrf2的核转位和多功能泛素结合蛋白p62的聚集，p62参与LXA4对Nrf2/ARE通路的激活[38]。另外，LXA4还可通过上调Nrf2下游分子HO－1的泛素化水平，拮抗LPS诱导的氧化应激反应[39]。
Toll样受体不仅是固有免疫系统识别病原相关分子模式的主要受体，而且其启动的信号通路还能调控适应性炎症免疫应答，MyD88分子是此信号通路中的重要转导蛋白，是信号向下游转导的关键靶分子。TLR/MyD88信号通路激活方式中，NF－κB途径是参与炎性反应的重要介质[40]。研究发现，BML－111是LXA4受体抗体，BML－111可较少呼吸道炎症条件下血清和支气管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid，BALF)中TLR2和MyD88蛋白的表达以及NF－κB信号通路的活性，信号通路活性的降低导致炎性因子IL－1β、IL－4和IL－8等水平的下降，表明LXA4受体抗体可以通过抑制TLR2/MyD88信号通路的活性缓解呼吸道炎症反应[41]。
LXs通过调控炎症信号通路发挥抑制炎性细胞因子表达，促进炎症消退，抑制细胞增殖、迁移、凋亡等作用，其对信号通路的调控主要体现在调节相关蛋白的表达、转位和磷酸化。其中JAK/STAT、MAPKs和NF－κB是研究最广泛、最深入的炎症信号通路，大多数抗炎因子作用机制都与其相关。其他信号通路除参与炎症反应之外，还影响自身免疫性疾病、肿瘤、代谢性疾病和心血管疾病等疾病的发病和进程。LXs作为一种内源性抗炎介质，近几年来研究比较深入，其抗炎作用影响机体的呼吸、消化、泌尿和自身免疫等多个系统，因为其对机体不良反应小，所以临床应用前景广阔。因此，LXs抗炎的相关机制是今后研究的重点，也是LXs在未来应用于临床的理论根据。
