P-選擇素和P-選擇素糖蛋白配體-1血液水平及基因多態(tài)性與缺血性腦梗死*

李　滔綜述　梅　冰 審校

P-選擇素和P-選擇素糖蛋白配體-1血液水平及基因多態(tài)性與缺血性腦梗死*

李滔綜述梅冰#審校

【摘要】P-選擇素(SELP)和P-選擇素糖蛋白配體-1(PSGL-1)水平基因多態(tài)性，可能是缺血性腦梗死(ICI)發(fā)病的因素之一。本文綜述SELP、PSGL-1的結(jié)構(gòu)特點和功能，基因多態(tài)性位點分布及其外周血水平和基因多態(tài)性變化與ICI關(guān)聯(lián)性的國內(nèi)外研究進展。

【關(guān)鍵詞】P-選擇素；P-選擇素糖蛋白配體-1；基因多態(tài)性；缺血性腦梗死

缺血性腦梗死(Ischemic Cerebral Infarction，ICI)指因缺血引起的腦、脊髓、視網(wǎng)膜細胞死亡及其所致的突發(fā)性神經(jīng)功能障礙[1]。國外統(tǒng)計資料指出，ICI是致殘率最高的疾病之一，且發(fā)病率和死亡率均排名第一[2]；我國每年新增250萬例ICI患者[3，4]，21%-27%在一年后死亡，15%-30%幸存者永久殘疾[5]。

ICI為多因素多基因復雜疾病，起因于血管、環(huán)境和遺傳因素[6]。從分子生物學水平探討基因多態(tài)性與ICI關(guān)系的研究正在不斷深入，P-選擇素(P-selecin，SELP)和P-選擇素糖蛋白配體-1(P-selectin Glycoprotein Ligand-1，PSGL-1)過表達作為血栓形成的重要機制，成為ICI研究的熱點之一。日益引起人們的重視。筆者通過復習國內(nèi)外近期相關(guān)文獻，綜述SELP、PSGL-1水平變化和基因多態(tài)性與ICI關(guān)系的研究進展。

1SELP和PSGL-1結(jié)構(gòu)特點

1.1　SELP結(jié)構(gòu)特點

SELP又名顆粒膜蛋白140(GMP-140)或CD62P，與E-選擇素和L-選擇素共同組成選擇素黏附分子家族，是一種富含半胱氨酸和高度糖化的整合蛋白。其分子骨架由一條多肽鏈構(gòu)成，分子量140KD，由789個氨基酸殘基構(gòu)成。SELP蛋白分子分為5個區(qū)域，從多肽鏈的N端開始，依次為：由10個氨基酸構(gòu)成的植物凝集素功能區(qū)(Lectin區(qū))、含34-40個氨基酸的表皮生長因子樣功能區(qū)(EGF區(qū))、1-9個補體調(diào)節(jié)蛋白樣功能區(qū)(每個功能區(qū)包含62-67個氨基酸的短同源重復序列)、24個氨基酸構(gòu)成的跨膜區(qū)(TM區(qū))和35個氨基酸構(gòu)成的胞漿區(qū)(圖1)；Lectin區(qū)是配體結(jié)合部位的關(guān)鍵序列，EGF區(qū)調(diào)節(jié)Lectin區(qū)構(gòu)形，增加其黏附的親和力和特異性。

圖1　SELP的分子結(jié)構(gòu)

[作者單位]華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬荊州醫(yī)院檢驗醫(yī)學部，荊州 434020；#通訊作者，E-mail:meibing008008@163.com

本文2015-09-23收到，2015-10-09修回

1.2　PSGL-1結(jié)構(gòu)特點

PSGL-1是一種具有同源二聚體結(jié)構(gòu)的跨膜糖蛋白，幾乎表達于所有白細胞表面，并與三種選擇素相互作用[7]，分子量120KD，由412個氨基酸殘基構(gòu)成。PSGL-1蛋白分子分5個區(qū)，由N端開始，依次為：18個氨基酸組成的信號肽序列區(qū)、23個氨基酸組成的前肽序列區(qū)、76個氨基酸組成的黏蛋白樣區(qū)、160個氨基酸組成的16個串聯(lián)重復序列區(qū)(每個區(qū)含10個氨基酸A-T/M-E-A-Q-T-T-X-P/L-A/T)、21個氨基酸組成的跨膜區(qū)和71個氨基酸組成的胞漿區(qū)。前肽序列區(qū)中四肽同源序列R-D-R-R位于第38-41號氨基酸，是白細胞成對堿性氨基酸轉(zhuǎn)化酶剪切位點(成熟PSGL-1糖蛋白開始于第42號氨基酸)；位于46、48和51號的3個酪氨酸易于被硫酸化；在16個串聯(lián)重復序列區(qū)兩側(cè)有3個N-連接寡糖位點。胞外部分的第320號半胱氨酸恰好位于膜外，對于PSGL-1的二聚體形成起關(guān)鍵作用。PSGL-1分子的一些氨基酸還可通過O-連接相應的寡糖基團(圖2)。

圖2　PSGL-1的分子結(jié)構(gòu)

2SELP和PSGL-1的功能

SELP主要分布于血小板α顆粒及內(nèi)皮細胞的Weibel-Palade小體[8，9]，經(jīng)凝血酶、組胺、補體、氧自由基刺激后迅速與質(zhì)膜融合而在血小板表面表達。快速啟動血小板與內(nèi)皮細胞間以及內(nèi)皮細胞與白細胞的相互黏附作用；而且介導白細胞的滾動、粘附和聚集[10，11]，在血管性事件如血栓形成、炎癥和動脈粥樣硬化的病理生理過程中起重要作用。

SELP和PSGL-1高親和性結(jié)合需要PSGL-1多肽鏈N-末端含唾液酸化Lewis x(Sialyl Lewis x，SLex)的O-連寡糖和一個或多個硫酸化酪氨酸殘基(Tyrosine Sulfation)，而PSGL-1這個區(qū)域的酪氨酸硫酸化和SLex修飾又離不開SELP剪切流的影響。而且，動物模型證實PSGL-1缺陷老鼠表現(xiàn)出SELP介導細胞的滾動和早期中性粒細胞募集減少[12]。在炎癥早期，PSGL-1與活化的血小板或內(nèi)皮細胞上的SELP相互作用，俘獲血管內(nèi)自由流動的白細胞。兩者的相互作用，一方面活化的血小板通過SELP與血管內(nèi)皮細胞上表達的PSGL-1相結(jié)合，刺激血管內(nèi)皮細胞Weibel-Palade小體釋放大量SELP，并且促使血管內(nèi)皮細胞釋放一系列炎性因子和趨化因子，募集白細胞，出現(xiàn)炎癥表現(xiàn)。另一方面在炎性因子的刺激下，循環(huán)血小板活化后，SELP表達增加，特異性地與白細胞上表達的PSGL-1結(jié)合，形成血小板-白細胞聚集體(PLA)[13]。根據(jù)血小板與不同類別白細胞的結(jié)合,分別形成血小板單核細胞聚集體(PMA)、血小板淋巴細胞聚集體(PLyA)和血小板中性粒細胞聚集體(PNA)。三者相比，PMA形成的時間和數(shù)量比另外兩種要快和多。循環(huán)中的PLA通過白細胞上表達的PSGL-1與血管內(nèi)皮細胞上高表達的SELP結(jié)合，捆綁PLA，抵抗血流的高剪切力，有利于其它細胞粘附分子的共同作用和血小板活化因子對PLA的激活。

3SELP和PSGL-1基因多態(tài)性

SELP和PSGL-1存在多個單核苷酸多態(tài)位點,基因位點的突變可能影響SELP和PSGL-1基因的轉(zhuǎn)錄，進而影響SELP和PSGL-1蛋白區(qū)域的功能，導致疾病的發(fā)生。

3.1　SELP基因多態(tài)性

編碼SELP基因定位于人類1號染色體(1q21-24)上一段50kb的DNA序列，包含17個外顯子和16個內(nèi)含子。SELP蛋白的上述5個區(qū)域分別由不同的外顯子編碼，由于編碼基因可選擇不同組合，使SELP存在三種不同的分子形式，其中兩種含跨膜片段，僅補體調(diào)節(jié)蛋白樣功能區(qū)的短同源重復序列個數(shù)不一，另一種不含跨膜片段(14號外顯子編碼)，成為血漿可溶狀態(tài)，在機體內(nèi)循環(huán)。迄今為止，有13種基因多態(tài)性被檢測出來[14]，5個分布于啟動子區(qū)，包括-2123C/G、-1969A/G、-1817T/C、-1576C/G、-485insT，8個分布于編碼區(qū)，包括Pro98Pro、Ser290Asn、Cys557Cys、Asn562Asp、Asn563Asn、Leu599Val、Thr715Pro、Thr741Thr。SELP基因多態(tài)性主要影響蛋白分子結(jié)構(gòu)區(qū)域的功能。位于啟動子區(qū)的-2123C/G、-1969A/G、-1817T/C、-1576C/G和-485insT多態(tài)性與調(diào)控SELP基因的表達起始時間和表達程度可能相關(guān)。Pro98Pro位于編碼Lectin區(qū)的外顯子3，Lectin區(qū)是受體的結(jié)合部位，與PSGL-1相結(jié)合。Ser290Asn位于編碼第3個補體調(diào)節(jié)蛋白樣功能區(qū)的外顯子7。Cys557Cys、Asn562Asp和Asn563Asn位于編碼第7個補體調(diào)節(jié)蛋白樣功能區(qū)的外顯子11。Leu599Val位于編碼第8個補體調(diào)節(jié)蛋白樣功能區(qū)的外顯子12。Thr715Pro位于編碼第9個補體調(diào)節(jié)蛋白樣功能區(qū)的外顯子13。不含跨膜區(qū)的血漿可溶性SELP濃度與Thr715Pro多態(tài)性可能相關(guān)，從而影響疾病的發(fā)生發(fā)展。Thr741Thr位于編碼跨膜功能區(qū)的外顯子14。見圖3。

注：5′UTR:5′非編碼區(qū)；Sig 1:第一個信號肽的一部分；Sig 2:第二個信號肽的一部分；LEC: 凝集素樣功能區(qū)；EGF: 表皮生長因子樣功能區(qū)；CR1-CR9：補體調(diào)節(jié)蛋白樣功能區(qū)1-9；TM: 跨膜區(qū)；Cyt1和Cyt2:第一和第二部分胞漿區(qū)；3′UTR:3′非編碼區(qū)?！硎締幼訁^(qū)和編碼區(qū)多態(tài)性位點

圖3SELP基因多態(tài)性位點

3.2　PSGL-1基因多態(tài)性

編碼PSGL-1基因定位于人類12號染色體(12q24)上，包含2個外顯子和1個內(nèi)含子。PSGL-1基因多態(tài)性位點主要是M62I和VNTR，M62I位點靠近SELP結(jié)合綁定的區(qū)域，目前認為其多態(tài)性可能與SELP和PSGL-1相互作用的能力相關(guān)，VNTR位于SELP結(jié)合綁定區(qū)域的下游，該基因多態(tài)性包括等位基因A、B、C，A等位基因含1-16個重復序列，B等位基因缺少2(QTTQPVPTEA)重復序列，C等位基因缺少9(QTTAPAAMEA)和10(QTTPPAAMEA)重復序列。在C等位基因重復序列15上發(fā)現(xiàn)S273F和M274V兩個多態(tài)性位點[15](圖4)。VNTR多態(tài)性可能影響PSGL-1胞外區(qū)域的長度和SELP結(jié)合位點到細胞表面的距離。

注：PB: SELP結(jié)合綁定區(qū)域；VNTR:數(shù)量可變的串聯(lián)重復序列；TM:跨膜區(qū)?！硎径鄳B(tài)性位點

*[基金項目]湖北省科技廳課題(JX5B47)

[中圖分類號]R743.3

[文獻標識碼]A

[文章編號]1005-1740(2015)04-0072-05

doi：10．3969／j．issn．1005－1740．2015．04．018

微循環(huán)學雜志，2015，25（4）：72－76

○C 2015 CHINESE JOURNAL OF MICROCIRCULATION