細胞角蛋白的生物學功能

摘要：細胞角蛋白是細胞骨架蛋白的一部分，特定的表達于不同的上皮細胞及組織中，對細胞角蛋白表達的測定被廣泛應用于檢測腫瘤的來源。在此對細胞角蛋白其他重要的生物學功能做一綜述，以期對臨床工作提供理論指導依據(jù)。

關鍵詞：細胞角蛋白；生物學功能

細胞角蛋白（CK）是細胞骨架蛋白的一部分，細胞骨架蛋白包括：I微絲、中間絲和微管。中間絲共有6種類型：CKⅠ及Ⅱ型、波形蛋白、結(jié)蛋白、神經(jīng)纖維以及膠質(zhì)纖維酸性蛋白（GFAP）[1]。CK是最復雜的中間絲蛋白，根據(jù)酸堿性的不同分成I型及Ⅱ型，I型CK包括CK9-CK10、CK12-CK28、以及 CK31-CK40 （包括CK33a和CK33b）；Ⅱ型CK包括CK1-CK8 （包括CK6a、 CK6b及CK6c） 和CK71-CK86。I型CK相對分子質(zhì)量小，呈酸性，等電點≤5.5，其基因定位于染色體17q21.2（CK18除外）；Ⅱ型CK相對分子質(zhì)量較大，呈堿性，其基因定位在染色體12q13.13（包括CK18） [2]。

在體內(nèi)每種上皮組織至少表達1種Ⅰ型和1種Ⅱ型CK，CK表達的測定被廣泛應用于檢測腫瘤的來源，在細胞生物學、胚胎學和外科病理學CK也成為強有力的表皮分化和腫瘤標志物。在細胞質(zhì)內(nèi)CK形成網(wǎng)狀的繩索錨定整個細胞，通過細胞橋粒的斑蛋白鏈接周圍細胞，通過半橋粒的網(wǎng)蛋白鏈接細胞及其附件底物[3]。在特殊生理條件下CK還可對細胞凋亡起保護功能、保護肝臟應對應激反應和損傷、參與細胞信號通路，同時在細胞極性和膜轉(zhuǎn)運中也可能起重要作用。在此作以綜述。

1 細胞角蛋白與應激反應和細胞凋亡

CK參與多種應激反應及細胞凋亡，許多CK在應激反應中的表達是上調(diào)的，尤其是CK16、CK17、CK6a和CK6b在炎性細胞因子、傷口愈合、氧化應激及紫外線應激中的表達[4]說明這些蛋白在應激反應中有重要作用。CK5和CK14的突變導致EBS也是改變了細胞的應激反應。CK8和CK18的突變已被證明在肝臟疾病的發(fā)生中是一個危險因素。在肝臟，轉(zhuǎn)基因小鼠肝細胞CK8G61C過表達使肝硬化和纖維化程度加重，表明CK8的基因突變使肝臟對應激導致的損傷和細胞凋亡的敏感性增強。這個基因突變是在S73位點抑制CK8的磷酸化，在S73A突變體上也觀察到了類似敏感性的升高，此磷酸化位點也被破壞了。CK8被認為在應激反應中就像一個\"磷酸海綿\"吸收磷酸化應激活化蛋白激酶（SAPK），以減少不利后果保護細胞不受損傷，而CK8的突變使該功能受阻，肝臟受損傷[5]。

2 細胞角蛋白與細胞器的轉(zhuǎn)運

正常皮膚的色素沉著取決于黑素體（由神經(jīng)嵴產(chǎn)生的生黑色素細胞）和轉(zhuǎn)運黑色素至基底和毛囊角化細胞。黑素體是溶酶體相關細胞器在CK細胞核上形成一個帽子來保護皮膚對抗紫外線[6]。黑色素的產(chǎn)生和運輸依賴肌動蛋白和肌凝蛋白的調(diào)控，但其在毛囊角化細胞的運輸和分配機制現(xiàn)在還了解的很少，一組罕見的角蛋白疾病似乎揭示了其中的一些機制。屈側(cè)網(wǎng)狀色素沉著癥（DDD）由含有皮膚色素表型的CK5/CK14突變導致，但基因突變并不是皮膚起泡的直接原因而與黑素體有關。當黑素體的轉(zhuǎn)運或其被安置的角化細胞出現(xiàn)缺陷時就會導致皮膚的色素沉著。雖然有關表皮細胞角蛋白突變干擾黑素體安置的機制還不完全清楚，但是Planko等[7]發(fā)現(xiàn)分子伴侶HSC70與CK5相互作用參與了囊泡脫包被。

3 CK的表達影響組織的分化

CK的特定表達模式在細胞發(fā)展分化的早期就已確定并嚴格調(diào)控。改變細胞的CK表達會產(chǎn)生廣泛的影響，可能改變CK的屬性而擾亂其物理性質(zhì)導致細胞壽命的改變。例如，老鼠的胰腺β細胞表達CK1會使胰島素分泌小泡減少，從而呈現(xiàn)糖尿病的特征。敲除小鼠的CK17會導致毛囊循環(huán)缺陷、創(chuàng)面修復受損以及炎癥因子特性改變[8]。同時CK的表達對表皮附屬器的發(fā)育和維護同樣至關重要，如果皮膚附屬器表達的CK突變，會導致皮膚附件的各種損傷例如毛發(fā)脆弱、指甲營養(yǎng)不良、掌跖的皮膚角化癥以及毛囊囊腫等[9]。

4 細胞角蛋白與細胞遷移和傷口愈合

在細胞遷移中，CK的改變會影響細胞的極性和分化進程。而改變的細胞骨架有可能改變細胞行為，中間絲與粘著斑之間的關聯(lián)就表現(xiàn)為：粘著斑組件蛋白的減少會抑制CK纖維絲前體的形成；波形蛋白的消耗會降低粘著斑的大小從而減少粘連和損傷遷移。在基因下調(diào)或敲除的實驗中也體現(xiàn)出相應的關聯(lián)，例如在肝細胞下調(diào)CK8表達水平會抑制上皮細胞的遷移[10]。但當多個CK共表達或CK對發(fā)生蛋白重組時，其對細胞的影響就會發(fā)生改變。例如體外培養(yǎng)的上皮細胞敲除CK8基因但表達波形蛋白，導致的結(jié)果是傷口愈合是加速的。被鞘氨苷磷酸膽堿重組的CK8/CK18上皮細胞遷移速度明顯提高。

細胞角蛋白是一個龐大的家族，其生物學功能多種多樣，在此僅對其部分功能做簡單綜述，以期為臨床工作提供理論依據(jù)。

參考文獻：

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