關(guān)于Mindin-F-spondin家族蛋白的生物學(xué)功能研究

薛小芳 黃慶文 巴亞斯古楞 任建林*

（1 福建醫(yī)科大學(xué)教學(xué)醫(yī)院（廈門大學(xué)附屬中山醫(yī)院），福建 廈門 361004；2 廈門大學(xué)附屬中山醫(yī)院消化內(nèi)科 廈門大學(xué)消化疾病研究所 廈門市消化疾病中心，福建 廈門361004；3 福建醫(yī)科大學(xué)教學(xué)醫(yī)院（廈門大學(xué)附屬中山醫(yī)院）廈門大學(xué)消化疾病研究所 廈門市消化疾病中心，福建 廈門361004）

關(guān)于Mindin-F-spondin家族蛋白的生物學(xué)功能研究

薛小芳1黃慶文2巴亞斯古楞2任建林3*

（1 福建醫(yī)科大學(xué)教學(xué)醫(yī)院（廈門大學(xué)附屬中山醫(yī)院），福建 廈門 361004；2 廈門大學(xué)附屬中山醫(yī)院消化內(nèi)科 廈門大學(xué)消化疾病研究所 廈門市消化疾病中心，福建 廈門361004；3 福建醫(yī)科大學(xué)教學(xué)醫(yī)院（廈門大學(xué)附屬中山醫(yī)院）廈門大學(xué)消化疾病研究所 廈門市消化疾病中心，福建 廈門361004）

Mindin/F-spondin家族蛋白成員是一群具有高度保守的分泌性細(xì)胞外基質(zhì)蛋白。起初學(xué)者們發(fā)現(xiàn)該家族蛋白成員包括斑馬魚F-spondin、斑馬魚Mindin1和Mindin2、果蠅屬M(fèi)-spondin，在此基礎(chǔ)上人們又陸續(xù)克隆出人和鼠的同源基因。本文就Mindin-F-spondin家族中蛋白相關(guān)成員的生物學(xué)功能進(jìn)行闡述。

Mindin/F-spondin；生物學(xué)功能

Mindin/F-spondin 家族包括斑馬魚的F-spondin、斑馬魚的Mindin1和Mindin2、果蠅屬的M-spondin[1-3]。Mindin和F-Spondin是1992年最先在斑馬魚中發(fā)現(xiàn)，并主要積聚在基底層，能夠促進(jìn)胚胎期的海馬神經(jīng)元的生長。斑馬魚的F-spondin和Mindin主要在基底層細(xì)胞表達(dá)。此外，mindin1在底索細(xì)胞、Mindin2在生骨節(jié)細(xì)胞也有表達(dá)；而M-spondin主要在肌細(xì)胞中表達(dá)。各種蛋白在不同部位的表達(dá)，發(fā)揮著各種作用。

1 F-Spondin蛋白

1.1 F-Spondin的結(jié)構(gòu)、分布

F-Spondin是1992年Klar等[4]采用消減雜交的方法發(fā)現(xiàn)的。它是一個(gè)底板蛋白衍生的黏附蛋白，相對分子質(zhì)量大約90×103，后來把這種與底板表達(dá)和血小板反應(yīng)蛋白同源的新蛋白命名為F-Spondin。氨基酸分子結(jié)構(gòu)氨基端是F-Spondin1和F-Spondin2結(jié)構(gòu)域，但是羧基端含有六個(gè)血小板反應(yīng)蛋白重復(fù)序列（TSRs）。人們后倆又在兩棲動(dòng)物[5]和斑馬魚[6]陸續(xù)發(fā)現(xiàn)F-Spondins。斑馬魚中的F-Spondin有兩種不同模式表達(dá)的F-Spondins：F-Spondin1和F-Spondin2。前者主要在底板表達(dá)，與鼠的F-Spondin有77%的同源性；后者在底板、體節(jié)、鏡頭、尾芽有表達(dá)，與鼠的F-Spondin有68%的同源性，與F-Spondin1則有72%。

1.2 F-Spondin蛋白的功能研究

在神經(jīng)系統(tǒng)中，F(xiàn)-Spondin促進(jìn)胚胎期海馬神經(jīng)元的黏附和生長，并在海馬神經(jīng)元上有相應(yīng)的受體結(jié)合而發(fā)揮作用[6]。重組F-spondin可促進(jìn)脊髓和感覺神經(jīng)元的軸突和附著連接處的生長;這個(gè)附著點(diǎn)可以通過肝素或硫酸軟骨素來抑制[4]。也有研究克隆雞的F-Spondin[7]，無論是注射純化的F-spondin還是重組的F-spondin的TSR到雞胚胎的脊髓腔都將導(dǎo)致連合神經(jīng)元通道的中斷，而不是作為一個(gè)緊密神經(jīng)束通過底板的基礎(chǔ)部分。另外，將F-spondin TSR的抗體注射到脊髓中央管，將會(huì)逆轉(zhuǎn)異常的通道過程。

F-spondin不僅在底板表達(dá)，在發(fā)育中的周圍神經(jīng)也表達(dá)[4,7,8]。切斷和粉碎大鼠坐骨神經(jīng)病變遠(yuǎn)端，F(xiàn)-spondin表達(dá)上調(diào)，在2周時(shí)出現(xiàn)高峰。Burstyn-Cohen等[8]研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)源性的F-spondin能促進(jìn)感官神經(jīng)再生，但是具體的機(jī)制還不明確。

在構(gòu)建的人牙周膜細(xì)胞中，F(xiàn)-spondin可以促進(jìn)成牙骨質(zhì)細(xì)胞的分化[9]。另外在骨關(guān)節(jié)炎中，F(xiàn)-Spondin通過轉(zhuǎn)化生長因子-β的介導(dǎo)方式調(diào)節(jié)軟骨組織的新陳代謝誘導(dǎo)軟骨退化[10]。在小鼠模型中，F(xiàn)-spondin通過載脂蛋白E受體2（LRP8）的介導(dǎo)方式可以抑制破骨細(xì)胞前體的分化，下調(diào)側(cè)牙周組織的募集反應(yīng)。這說明了F-spondin對保護(hù)牙根表面吸收避免牙根組織唄吸收是必不可少的[11]。

2 M-Spondin的研究

2.1 M-Spondin的結(jié)構(gòu)與分布

1997年，Umemiya et al[2]等從果蠅的細(xì)胞外基質(zhì)蛋白中克隆出了新的基因序列，它具有相當(dāng)為F-spondin的同源性。通過原位雜交和免疫組織化學(xué)等方法顯示出新的蛋白在發(fā)育中的肌肉中表達(dá)，他們把這種新的蛋白質(zhì)命名為M-spondin。果蠅的M-spondin氨基酸包含兩個(gè)結(jié)構(gòu)域：其中有70至80個(gè)氨基酸，與鼠的F-spondin結(jié)構(gòu)域中有34%和41%的同源性，這部分分別稱作FS1和FS2；而M-spondin的羧基端只包含一個(gè)單一的TSR，與F-Spondin不同[12]。

2.2 M-spondin的功能研究

M-spondin在大量的胚胎體壁的肌肉中表達(dá)，分泌的M-spondin蛋白擴(kuò)散并最終成固定在后期胚胎的肌肉附著點(diǎn)處。培養(yǎng)果蠅S2細(xì)胞中，有M-spondin表達(dá)、分泌并積聚在培養(yǎng)皿的表面。對于提出的M-spondin，可以確定是細(xì)胞外基質(zhì)蛋白成分，可調(diào)解肌肉和表皮內(nèi)突之間的機(jī)械聯(lián)動(dòng)，但是作為細(xì)胞外基質(zhì)蛋白具體的功能還不清楚。遺傳分析表明，缺失突變體和錯(cuò)誤表達(dá)的突變體沒有受到明顯的發(fā)育缺陷[2]。目前對于M-Spondin蛋白的功能研究還比較少，有待進(jìn)一步探討。

3 Mindin蛋白

3.1 Mindin的結(jié)構(gòu)及其分布

Mindin也是由Higashijima等[3]于1997年在斑馬魚中發(fā)現(xiàn)。Mindin也含有FS1、FS2和一個(gè)含有WSXW模序的TSR結(jié)構(gòu)域，它是一種分泌蛋白可結(jié)合到細(xì)胞外基質(zhì)上。它們在早期神經(jīng)管底板表達(dá)；另外，Mindin1在斑馬魚的脊索和底索也表達(dá)，mindin2亦可在生骨節(jié)細(xì)胞間質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)。后來科學(xué)家們又陸續(xù)克隆出人、和鼠的Mindin和F-spondin[6,13]。在氨基酸水平，小鼠Mindin與大鼠、人類和斑馬魚的Mindin分別有97%，85%和60%的同源性[14]。小鼠Mindin在多個(gè)器官都有表達(dá)，其中在小鼠腸道、peyer’s淋巴小結(jié)、脾臟、腸系膜淋巴結(jié)、肺臟以及心肌組織等有豐富的表達(dá)。

3.2 Mindin蛋白的功能

在神經(jīng)系統(tǒng)中，Higashijima等[3]發(fā)現(xiàn)mindin蛋白的異位表達(dá)導(dǎo)致mindin免疫反應(yīng)集聚在整個(gè)胚胎的基底膜，但這種過度表達(dá)，不會(huì)造成胚胎軸或中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)展嚴(yán)重異常。Mindin也有促進(jìn)胚胎其的海馬神經(jīng)元的黏附和生長，并在海馬神經(jīng)元上有相應(yīng)的受體結(jié)合而發(fā)揮作用[6]。

在小鼠模型中已有大量研究發(fā)現(xiàn)，Mindin在免疫系統(tǒng)中有重大作用。Mindin基因缺陷型小鼠能抵抗脂多糖引起的感染性休克，并且表現(xiàn)出在清除細(xì)菌感染的能力方面受損。巨噬細(xì)胞以及肥大細(xì)胞表現(xiàn)出對廣譜細(xì)菌刺激缺陷的反應(yīng)，他們分泌的炎癥細(xì)胞因子TNF-a和IL-6有明顯的缺失[15]。作為一個(gè)模式識別分子，Mindin在啟動(dòng)內(nèi)源性免疫反應(yīng)抵抗細(xì)菌和病毒病原體反應(yīng)中，起著重要作用。在機(jī)體受到感染時(shí)，Mindin缺陷型小鼠表現(xiàn)出募集中性粒細(xì)胞及巨噬細(xì)胞向感染灶移動(dòng)的能力受損?；蛉毕菪托∈笠脖憩F(xiàn)出對流感病毒清除能力的受損。很多研究說明了Mindin對炎性細(xì)胞有募集作用，可能是Mindin直接與病原體結(jié)合發(fā)揮作用。Mindin能夠提高嗜酸性粒細(xì)胞的黏附與遷移促進(jìn)氣道炎性反應(yīng)。這些效應(yīng)是由于Mindin與黏附素在炎性細(xì)胞中相互作用而實(shí)現(xiàn)的[16]。此外，Mindin與黏附分子之間的相互作用在樹突狀細(xì)胞啟動(dòng)的T細(xì)胞的過程中也發(fā)揮著重要作用[17]?；蛉毕菪托∈?，由于T淋巴細(xì)胞聚集能力的下降，表現(xiàn)出樹突狀細(xì)胞啟動(dòng)CD4+T細(xì)胞能力的受損。此外，控制樹突狀細(xì)胞啟動(dòng)能力Rho鳥苷三磷酸酶Rac1和Rac2表達(dá)水平是下調(diào)。這些數(shù)據(jù)說明了Mindin在固有免疫或適應(yīng)性免疫反應(yīng)中都發(fā)揮重要作用。

人Mindin蛋白在體多種腫瘤中也有表達(dá)，如卵巢癌、肺癌、前列腺癌等。人DIL-1基因是Mindin-F-Spondin家族中斑馬魚Mindin的同源基因。相對于正常肺組織，它在小細(xì)胞型肺癌中表達(dá)量下降[18]。但是，DIL-1為什么在小細(xì)胞型肺癌組織中表達(dá)減少具體機(jī)制還不清楚，可能它是一個(gè)腫瘤抑制分子或是細(xì)胞外基質(zhì)成分保護(hù)組織結(jié)構(gòu)。Simon等[19]在臨床研究中，通過檢測血清中的Spondin-2作為人卵巢癌的新的腫瘤標(biāo)志物。這為臨床的早期診斷和放射治療提供了又一方案。

另外，Mindin蛋白作為細(xì)胞外基質(zhì)蛋白，可以介導(dǎo)細(xì)胞與基質(zhì)之間的相互作用[4]。細(xì)胞外基質(zhì)蛋白與細(xì)胞黏附分子相互作用對細(xì)胞的黏附、分化、遷移和增殖等都有影響。已有研究在人的肝癌細(xì)胞中干擾人源性Mindin的表達(dá)后，細(xì)胞表現(xiàn)出更高的遷移能力和侵襲力，與之相關(guān)的黏附分子如E-鈣連蛋白等也有相應(yīng)的變化；但是在過表達(dá)Mindin的細(xì)胞株中，細(xì)胞的遷移能力和侵襲性則減弱[20]。

4 展 望

Mindin/F-Spondin家族蛋白在神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)育、再生，機(jī)體免疫調(diào)節(jié)以及腫瘤診治等方面發(fā)揮著重要作用。有報(bào)道Mindin/F-Spondin家族蛋白發(fā)揮相關(guān)功能的具體機(jī)制可能是家族中各成員與結(jié)合蛋白或受體之間的相互作用，當(dāng)然有待進(jìn)一步深入探討闡明。

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A

1671-8194（2011）31-0275-02

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