陳周青 王中 陳罡
膜聯(lián)蛋白1在神經(jīng)保護(hù)中作用的研究進(jìn)展
陳周青 王中 陳罡
膜 聯(lián) 蛋 白 1(annexin A1,ANXA1)作 為 膜 聯(lián) 蛋 白 家 族 中發(fā)現(xiàn)最早,研究最深的成員,是一類鈣依賴的磷脂結(jié)合蛋白,廣泛地存在于除細(xì)菌以外的生命體[1-2]。經(jīng)提取的豬大腦皮層蛋白通過特異性多克隆抗體檢測發(fā)現(xiàn)其分子量大約37 000,此外經(jīng)檢測分析大鼠的腦神經(jīng)突觸發(fā)現(xiàn)雙聚體的ANXA1,其分子 量 為 72 000[3]。ANXA 蛋 白家族 結(jié) 構(gòu) 保 守 ,由70個(gè)氨基酸殘基組成的重復(fù)序列構(gòu)成“中心結(jié)構(gòu)域”,在鈣離子存在的情況下可逆性地綁定在細(xì)胞膜磷脂上,通過不同的 N 端結(jié)構(gòu)發(fā)揮著不同的生物學(xué)作用[4]。多數(shù)文獻(xiàn)提示ANXA1基因位于9號染色體,但分區(qū)有所不一致,可能與該基因檢測動物樣本不同有關(guān)。該段基因由13個(gè)外顯子及12個(gè) 內(nèi) 含 子 構(gòu) 成[5]。 ANXA1 主 要 有 2 種 存 在 形 式 ,一 種 游 離態(tài),存在于細(xì)胞外液,如血液、組織液中;一種結(jié)合態(tài),可逆性地結(jié)合在細(xì)胞骨架上[3]。
ANXA1的功能在以往的研究中已得到證明,主要參與抗炎、細(xì)胞增殖分化、細(xì)胞壞死凋亡等過程以及與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展也極為相關(guān)[6]。最新研究進(jìn)展中發(fā)現(xiàn) ANXA1 還有維護(hù)血腦屏障的作用。ANXA1的抗炎作用是糖皮質(zhì)激素介導(dǎo)的抗炎作用中的重要元素,在一項(xiàng)ANXA1的功能與超微結(jié)構(gòu)的研究中認(rèn)為這與甲酰基肽受體(FPR)作用有關(guān)[7]。其N 末端有類似 src同源的結(jié)構(gòu)區(qū)域可與接頭蛋白 Grb-2結(jié)合,從而參與多條信號通路調(diào)控,進(jìn)而調(diào)控組織細(xì)胞增殖[8]。同時(shí) ANXA1 通 過 與 表 皮 生 長 因 子 (epidermal grow th factor,EGF)受體結(jié)合調(diào)控細(xì)胞增殖。ANXA1對細(xì)胞增殖分化方面的作用還眾說不一,這可能與目前研究所采用的組織細(xì)胞不同有關(guān)。
關(guān)于細(xì)胞壞死凋亡的研究,給予具有外源性ANXA1的鼠胸腺細(xì)胞,可促進(jìn)細(xì)胞凋亡的發(fā)生。促進(jìn)細(xì)胞壞死的腫瘤壞死因子(TNF-α)也能上調(diào)ANXA1的 mRNA及相關(guān)蛋白質(zhì)的表達(dá),與此同時(shí),ANXA1 的表達(dá)同 caspase-3 的活性密切相關(guān)[9]。這些相關(guān)研究提示 ANXA1 具有促進(jìn)細(xì)胞凋亡的作用。
ANXA1在腫瘤方面的研究提示,ANXA1與多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切聯(lián)系。在食管鱗狀細(xì)胞癌中,ANXA1較正常食管鱗狀上皮細(xì)胞表達(dá)明顯的下調(diào),而在食管腺癌中表達(dá)顯著[10]。在胃癌以及轉(zhuǎn)移灶中,ANXA1 在胞核中強(qiáng)表達(dá),由此說明ANXA1的表達(dá)情況可反映胃癌組織中細(xì)胞的惡性度及腹腔轉(zhuǎn)移情況[11]。根據(jù)最新分子生物學(xué)的研究進(jìn)展,證實(shí)ANXA1還參與乳腺癌細(xì)胞的分化調(diào)節(jié)及其細(xì)胞內(nèi)信號的傳導(dǎo),進(jìn)而促使乳腺癌的發(fā)生發(fā)展,對目前乳腺癌預(yù)后及治療的研究具有重要意義[12]。此外,ANXA1 與胰腺癌、泌尿系及頭頸部腫瘤也存在密切關(guān)系。
ANXA1在維護(hù)血腦屏障的作用研究中發(fā)現(xiàn),在糖皮質(zhì)激素介導(dǎo)的抗炎作用中,能促使ANXA1在腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá),促使腦血管內(nèi)皮細(xì)胞間的緊密連接,調(diào)節(jié)血腦屏障的完整性,進(jìn)而改善腦神經(jīng)受損的情況[3]。
(一)通過維護(hù)血腦屏障起神經(jīng)保護(hù)作用
在 最 近 的 一 項(xiàng) 關(guān) 于 多 發(fā) 性 硬 化 癥 (multiple sclerosis,MS)的研究中,發(fā)現(xiàn)MS患者血腦屏障破壞,導(dǎo)致毒性分子和細(xì)胞通過損傷的血腦屏障進(jìn)入大腦。而糖皮質(zhì)激素抗炎作用可以促使ANXA1在腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá),起到調(diào)節(jié)血腦屏障的完整性的作用[13]。特別是 ANXA1 在小鼠的腦血管內(nèi)皮中,表現(xiàn)出能夠明顯修復(fù)內(nèi)皮細(xì)胞緊密連接,維持肌動蛋白細(xì)胞骨架穩(wěn)定性。在對小鼠研究的基礎(chǔ)上,研究者將研究對象轉(zhuǎn)移到人身上,發(fā)現(xiàn)MS患者腦血管內(nèi)皮細(xì)胞的ANXA1選擇性丟失,這個(gè)缺失可以通過靜脈注射ANXA1迅速糾正。體外研究證實(shí)ANXA1能夠促進(jìn)腦血管內(nèi)皮細(xì)胞恢復(fù)細(xì)胞極性、細(xì)胞骨架的完整性,通過旁細(xì)胞分泌的ANXA1作用于下游的小G蛋白RhoA,抑制其發(fā)揮作用。為此研究者們提出了ANXA1對血腦屏障的完整性具有重要調(diào)節(jié)作用,同時(shí)實(shí)驗(yàn)表明它可能有治療MS的效用,通過糾正血腦屏障功能從而改善疾病[3]。
通過ANXA1治療組的ANXA1基因缺陷小鼠的腦皮質(zhì)伊文斯藍(lán)著色較未治療組中明顯降低,在野生型和基因缺陷型的腦血管內(nèi)皮細(xì)胞中治療組滲透系數(shù)都較未治療組低。通過免疫熒光技術(shù)也可以驗(yàn)證ANXA1對基因缺陷型的小鼠的血腦屏障完整性有明顯的治療作用。經(jīng)研究者們的一系列研究,提示人重組ANXA1治療的MS組及對照組的細(xì)胞滲透系數(shù)均有明顯下降,這些證據(jù)表明ANXA1對維護(hù)血腦屏障具有明確作用,進(jìn)而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[3]。
(二)通過抗炎、促進(jìn)細(xì)胞增殖、促使細(xì)胞凋亡發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用
在以往的實(shí)驗(yàn)中,已經(jīng)證明ANXA1可以抑制粒細(xì)胞的遷移而發(fā)揮抗炎癥效應(yīng),而這種抗炎效應(yīng)在以往的急慢性及全身炎癥反應(yīng)中都得到證實(shí)[14]。從最初認(rèn)為由 ANXA 1 抑制了磷脂酶A2而起抗炎作用,到目前最新的研究進(jìn)展認(rèn)為ANXA1的抗炎效應(yīng)是由于干擾了粒細(xì)胞的凝聚、遷移及炎癥部 位的活性[15]。在 正常情況下 ANXA1 主要 位于胞內(nèi),但受到炎癥因子刺激的時(shí)候,粒細(xì)胞中的白明膠酶顆粒被大量釋放,進(jìn)而釋放大量ANXA1到血管內(nèi)皮的細(xì)胞膜上,介導(dǎo)白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞相互作用,從而白細(xì)胞的遷移受到抑制,而阻止炎癥反應(yīng)[16]。
關(guān)于ANXA1的研究中,ANXA1受多種信號通路調(diào)控,可增加組織細(xì)胞間相互作用,同時(shí)ANXA1通過與EGF受體結(jié)合發(fā)揮調(diào)控細(xì)胞增殖[17]。ANXA1 對細(xì)胞增殖分化方面的作用目前雖無統(tǒng)一定論,但在受損神經(jīng)組織中具備神經(jīng)細(xì)胞增殖作用,對神經(jīng)修護(hù)具有重要意義,促使壞死細(xì)胞走向凋亡途徑,從而減少炎癥反應(yīng),減輕壞死給神經(jīng)功能恢復(fù)帶來的不利因素[18]。ANXA1 對于維護(hù)血腦屏障完整性、抗炎、促進(jìn)細(xì)胞增殖、促使壞死細(xì)胞走向凋亡途徑及神經(jīng)保護(hù)方面具有重要意義。
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2015-01-03)
(本文編輯:羅美玲)
10.3877/cma.j.issn.2095-9141.2015.01.015
215006 蘇州,蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)外科
陳罡,Email:nju_neurosurgery@163.com
陳周青,王中,陳罡.膜聯(lián)蛋白 1在神經(jīng)保護(hù)中作用的研究進(jìn)展[J/CD].中華神經(jīng)創(chuàng)傷外科電子雜志,2015,1(1):53-54.
中華神經(jīng)創(chuàng)傷外科電子雜志2015年1期