综述:氧化应激和代谢功能障碍在口腔扁平苔藓发病机制中的作用

《Animal Cells and Systems》:Oxidative stress and metabolic dysfunction in oral lichen planus pathogenesis

【字体: 时间:2026年04月09日 来源:Animal Cells and Systems 3.2

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  本文系统综述了氧化应激与代谢功能障碍在口腔扁平苔藓(OLP)中的核心作用。文章指出,活性氧/氮物种(ROS/RNS)过度产生与抗氧化防御减弱形成了氧化/亚硝化应激,导致脂质、蛋白质和DNA损伤。同时,OLP中存在以琥珀酸脱氢酶B亚基(SDHB)表达下调、琥珀酸积累、HIF-1α稳定化为特征的代谢功能障碍,两者相互交织,形成自我强化的恶性循环,驱动黏膜慢性炎症,并可能增加恶变风险。文中探讨了AMPK、mTOR等关键通路,并展望了针对氧化还原平衡和代谢调节的生物标志物与治疗新策略。

  
在口腔黏膜的复杂世界中,一种名为口腔扁平苔藓(Oral Lichen Planus, OLP)的慢性免疫介导性炎症性疾病,正因其持续的疼痛感和虽低但明确的恶变风险而备受关注。近年来的研究揭示,驱动这种疾病持久不愈的背后,可能隐藏着两股相互勾结的核心力量:氧化应激与代谢功能障碍。它们共同编织了一张复杂的分子网络,不仅破坏组织稳态,还可能为恶性转化铺平道路。
氧化/亚硝化应激在OLP病理生理学中的作用
想象一下,口腔黏膜细胞内的氧化还原平衡被打破,天平倒向了活性氧/氮物种(Reactive Oxygen/Nitrogen Species, ROS/RNS)一侧。大量证据表明,这正是OLP病变中的常态。一项涵盖28项研究的荟萃分析显示,OLP患者的唾液和血清/血浆中,脂质过氧化标志物丙二醛(Malondialdehyde, MDA)和一氧化氮(Nitric Oxide, NO)水平显著升高,而总抗氧化能力和尿酸水平则降低。此外,8-羟基脱氧鸟苷(8-OH-dG)、高级氧化蛋白产物(Advanced Oxidation Protein Products, AOPP)等氧化损伤标志物也增加,同时谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase, GPx)和超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase, SOD)等抗氧化酶谱紊乱。
这股氧化/亚硝化“风暴”的源头,是几个关键基因的表达异常。其中,诱导型一氧化氮合酶(iNOS)基因NOS2,在炎症刺激下被诱导,持续产生大量NO,导致DNA发生亚硝化损伤,形成8-硝基鸟嘌呤(8-nitroguanine),这种损伤尤其集中于基底层和棘层上皮细胞,恰好是OLP中角质形成细胞变性最显著的部位。琥珀酸脱氢酶B亚基(Succinate Dehydrogenase Complex Iron Sulfur Subunit B, SDHB)的减少,则从线粒体内部制造麻烦。SDHB是线粒体复合体II和TCA循环的关键组分,其功能丧失导致琥珀酸积累、氧化磷酸化受损,并引发线粒体ROS泄漏。此外,上皮细胞本身表达的NADPH氧化酶(NOX)家族(如NOX4、DUOX1)以及中性粒细胞释放的髓过氧化物酶(Myeloperoxidase, MPO),也都是ROS/RNS的重要贡献者。
这些过量的ROS/RNS如同不羁的破坏分子,对细胞内的生物大分子展开无差别攻击。脂质过氧化(以MDA和硫代巴比妥酸反应物TBARS为标志)、蛋白质氧化(形成羰基和AOPP)和DNA氧化/亚硝化损伤(产生8-oxo-dG和8-nitroguanine)在OLP病变中广泛存在。这种分子层面的破坏,直接导致了角质形成细胞的凋亡,并激活了NF-κB、MAPKs等促炎信号通路,从而维持了OLP病变所特有的慢性炎症循环。
OLP中的代谢功能障碍
如果说氧化应激是“明火”,那么代谢功能障碍则是提供燃料的“暗灶”。在OLP中,细胞的能量工厂——线粒体,出现了严重故障。SDHB表达的显著降低是核心特征。这导致琥珀酸在细胞内堆积,琥珀酸作为一种信号分子,能稳定缺氧诱导因子-1α(Hypoxia-Inducible Factor-1α, HIF-1α),即使在常氧条件下也引发“伪缺氧”反应,促使细胞代谢从高效的氧化磷酸化转向低效的糖酵解,即类似于肿瘤细胞的“瓦博格效应”。线粒体功能障碍本身又是ROS的重要来源,由此形成了一个氧化应激与代谢紊乱相互放大的恶性循环。
能量代谢的整体格局也发生了改变。在OLP病变浸润的T淋巴细胞中,Akt/mTOR/自噬通路被激活。mTOR作为细胞代谢的核心枢纽,当其过度活化时,会驱动合成代谢,促进糖酵解和细胞增殖,这有助于维持效应T细胞(如Th1、Th17)的活化和促炎细胞因子的持续释放。相反,作为细胞能量感应器的AMPK,其活性可能相对不足。AMPK通常在能量压力下被激活,促进分解代谢、增强线粒体生物合成并抑制mTOR,从而恢复能量平衡。在OLP中,AMPK-mTOR轴的失调(即mTOR过强,AMPK过弱)可能推动了异常的免疫激活和代谢压力。
代谢紊乱不止于能量通路。脂质组学分析发现,从OLP向口腔鳞状细胞癌(OSCC)进展过程中,甘油二酯、甘油三酯、磷脂酰胆碱等脂质种类发生改变,这些生物活性脂质可通过激活蛋白激酶C(PKC)等途径驱动炎症信号。同时,氨基酸和单碳代谢也受影响。作为最重要内源性抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)合成原料的谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸的可用性可能受损,削弱细胞的抗氧化缓冲能力。与甲基化供体S-腺苷甲硫氨酸(SAM)生成相关的甲硫氨酸循环和单碳代谢通路紊乱,还可能影响DNA和组蛋白的甲基化等表观遗传调控,与疾病慢性和恶变风险相关。
更有趣的是,临床表现为网纹型和糜烂型/萎缩型的OLP,竟有着不同的“代谢指纹”。与网纹型相比,糜烂型病变中甘氨酸、海藻糖、甲基棕榈酸酯等具有细胞保护和抗炎作用的代谢物水平更低,而MDA、亚硝酸盐水平更高,谷胱甘肽耗竭更严重,DNA链断裂更多。这表明糜烂型OLP处于一种代谢补偿失调、氧化负荷极高、抗氧化网络濒临崩溃的“高应激”状态,而网纹型则相对保持着一种代偿性的、更具弹性的氧化还原平衡。
氧化应激与代谢功能障碍的交互对话
氧化应激与代谢功能障碍并非两条平行线,它们深度交织,形成致命的协同。ROS/RNS可通过蛋白质翻译后修饰(如S-谷胱甘肽化、S-亚硝基化、羰基化)直接调节代谢酶的活性。例如,线粒体复合体II(SDH)和ATP合酶等关键代谢酶可被氧化修饰而失活,这又反过来加剧线粒体功能障碍和ROS产生,形成正反馈。
线粒体是连接代谢与炎症的核心节点。SDHB缺陷导致的琥珀酸积累,不仅能稳定HIF-1α,还能激活NLRP3炎症小体,促进白细胞介素-1β(IL-1β)和IL-18的成熟与分泌,强力驱动局部炎症。氧化应激促进高迁移率族蛋白B1(HMGB1)从细胞核释放至胞外,作为损伤相关分子模式(DAMP),通过与晚期糖基化终末产物受体(RAGE)和Toll样受体(TLR2/4)结合,激活NF-κB和MAPK通路,诱导肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、IL-6、IL-17等细胞因子产生,这些细胞因子均在OLP发病中起核心作用。这就构成了一个“线粒体功能障碍—ROS产生—炎症小体/DAMP激活—促炎因子释放—进一步氧化应激和组织损伤”的自我强化循环。
在能量应激与免疫应答的接口,AMPK和mTOR扮演了对立的角色。能量压力本应激活AMPK,AMPK不仅能促进脂肪酸氧化和自噬等分解代谢,还能增强核因子E2相关因子2(Nrf2)的活性,进而上调血红素氧合酶-1(HO-1)、谷氨酸-半胱氨酸连接酶(GCL)、NAD(P)H醌氧化还原酶1(NQO1)等抗氧化基因的表达,对抗ROS。然而在OLP,特别是糜烂型病变中,唾液谷胱甘肽还原酶和过氧化氢酶活性显著降低,提示AMPK-Nrf2轴的保护性信号可能不足以对抗强大的氧化压力。相反,过度活化的mTORC1则推波助澜,它促进糖酵解和Th1/Th17细胞扩增,并与NLRP3炎症小体激活相关,导致IL-1β产生增加,共同维持了炎症环境。
这种长期、交织的氧化与代谢紊乱,为恶性转化埋下了伏笔。持续的ROS/RNS导致8-oxo-dG和8-nitroguanine等DNA损伤不断积累,在DNA复制中引发G→T等颠换突变。同时,积累的琥珀酸作为“肿瘤代谢物”,可抑制α-酮戊二酸依赖性双加氧酶(如TET家族DNA去甲基化酶),导致抑癌基因启动子区高甲基化等表观遗传沉默,从遗传和表观遗传两个层面推动细胞向癌变演进。
潜在的临床启示
对这些分子机制的深入理解,正在转化为潜在的临床工具和策略。在生物标志物方面,唾液和血液中的氧化应激指标(如MDA、NO、总抗氧化能力)、氧化性DNA损伤标志物(8-oxo-dG、8-nitroguanine)以及代谢标志物(SDHB、琥珀酸、HIF-1α活性)展现出无创诊断、疾病活动度监测和风险分层的潜力。结合唾液miRNA组学和代谢组学的多参数诊断面板,有望获得更高的诊断准确性。
治疗策略也超越了传统的症状控制。针对氧化还原失衡,姜黄素、番茄红素、维生素E、辅酶Q10等抗氧化剂在随机对照试验中显示出改善疼痛、烧灼感和病损严重程度的效果。针对代谢失调,则出现了更具靶向性的探索:mTOR抑制剂(如雷帕霉素)可抑制OLP T细胞增殖并调节Th17/Treg平衡;糖酵解抑制剂2-脱氧-D-葡萄糖可削弱效应T细胞功能。作用于炎症通路的JAK抑制剂(如乌帕替尼、巴瑞替尼、氘可来昔替尼)在病例报告中显示疗效,相关临床试验正在进行中。此外,旨在增强局部给药的新型制剂(如脂质体他克莫司含漱液)也在研发中,为长期疾病控制提供了新选择。
结论
总而言之,口腔扁平苔藓是一种氧化应激与代谢功能障碍深度交织的慢性炎症性疾病。ROS/RNS过度产生与抗氧化防御削弱导致的生物分子损伤,与以SDHB下调、琥珀酸积累、AMPK/mTOR轴失调为特征的代谢重编程相互促进,形成了一个驱动慢性炎症和自我维持病变的恶性循环。这一认知框架不仅为理解OLP的发病机制提供了新视角,也为开发基于生物标志物的精准诊断和针对氧化还原和代谢关键节点的靶向治疗开辟了新道路,使未来OLP的管理向着超越症状缓解、旨在恢复细胞稳态和降低恶变风险的方向迈进。
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