膠原凝集素參與免疫反應(yīng)的研究進展

劉健楠

(福建農(nóng)林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002)

1 引言

凝集素是一種多糖結(jié)合蛋白，與多種免疫功能相關(guān)。包括C-型凝集素（膠原凝集素、選擇素、甘露糖受體），S-型凝集素（半乳糖凝素），I-型凝集素（唾液酸結(jié)合性免疫球蛋白樣凝集素等），P-型凝集素（磷酸甘露糖受體），正五聚蛋白和細菌脂多糖結(jié)合凝集素。

先天免疫系統(tǒng)利用有限的受體和可溶性分子區(qū)別自體和有害微生物。這些受體和分子可區(qū)分高度保守性的病原體相關(guān)分子模式（PAMPs），被稱為模式識別受體（PRRs）。PRRs能識別具有不同化學(xué)性質(zhì)的PAMPs。一些哺乳動物凝集素可憑借PRRs識別微生物表面的糖類結(jié)構(gòu)，因此PRRs在凝集素發(fā)揮作用中具有重要作用。

關(guān)于膠原凝集素的免疫學(xué)相關(guān)性，研究最廣的是甘露糖結(jié)合凝集素（MBL）和肺表面活性物質(zhì)蛋白A（SP-A）和D（SP-D）。這些凝集素有著相似的結(jié)構(gòu)特征：基本功能單位是一個三聚體——膠原蛋白域折疊形成典型的三重螺旋，糖類識別域（CRD）在羧基端形成一個球狀折疊；三聚體進一步寡聚化形成十字形結(jié)構(gòu)或類花束結(jié)構(gòu)，類似于補體C1q的三維空間構(gòu)象[1]。

膠原凝集素能與病毒、細菌、真菌、原生動物等多種微生物表面的糖結(jié)合物相互作用。這些相互作用及其模式識別分子能誘導(dǎo)補體激活、發(fā)揮調(diào)理作用和調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)。基于此，我們主要研究膠原凝集素的免疫調(diào)節(jié)特性和它們在先天免疫反應(yīng)中的作用。

2 甘露糖結(jié)合凝集素

MBL主要是通過肝細胞合成，然后分泌到血液中。它提供了激活補體的第三條途徑，且與典型的抗體介導(dǎo)途徑和選擇性C3介導(dǎo)途徑不同，所以被認為是先天免疫系統(tǒng)中一個非常重要的組分。1968年，Miller等報道了在有嚴重復(fù)發(fā)性感染的孩子體內(nèi)，吞噬作用存在缺陷，且與血漿有關(guān)。注入新鮮血漿后，吞噬作用得到了改善，隨后其他癥狀也有相應(yīng)的緩解。由于病人家族的一些成員也有類似的缺陷病，因此推測可能與遺傳有關(guān)。然而，直到1989年才發(fā)現(xiàn)常見的調(diào)理素缺陷病與血清中MBL水平較低有關(guān)。MBL血漿水平與mbl基因（mbl2）、啟動子區(qū)域、外顯子1的單核苷酸多態(tài)性有關(guān)。這些突變會導(dǎo)致MBL的合成和寡聚化受阻，半衰期變短，使MBL濃度降低。

越來越多的研究表明MBL在炎癥調(diào)節(jié)方面具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)MBL能抑制促炎癥細胞因子的分泌。Fraser等發(fā)現(xiàn)在外周血單個核細胞中LPS介導(dǎo)MBL抑制IL-1α 和IL-1β 的分泌。有報道表明MBL在單核細胞中因革蘭氏陽性細胞壁成分肽聚糖的刺激，使TNF-α 產(chǎn)量減少。與此相反，有人證實MBL能增加促炎癥細胞因子產(chǎn)量，以應(yīng)對各種病原體及其代謝產(chǎn)物。人體外周血單個核細胞試驗表明，在腦膜炎球菌刺激下，MBL增加了IL-1β 的產(chǎn)量。

Jack等使用腦膜炎雙球菌孵育不同濃度的MBL，發(fā)現(xiàn)往MBL缺陷型供體的血液里加入MBL添加物后，高濃度（>6 mg/ml）會極大減少單核細胞IL-6、IL-1β 和TNF-α 的產(chǎn)量，而低濃度（<6mg/ml）卻增加了IL-6和IL-1β 的產(chǎn)量。由此說明，MBL之所以有促進或抑制炎癥反應(yīng)的效果，是依賴血漿濃度達到能夠抑制感染或包括癌癥和自身免疫在內(nèi)的病理過程的水平。

3 表面活性物質(zhì)蛋白A 和D

SP-A和SP-D是肺表面活性物質(zhì)的組成成分，由肺泡II型細胞和無纖毛支氣管上皮細胞產(chǎn)生。雖然SP-A和SP-D合成的主要場所是肺，但在肺部以外的組織中也能檢測到這兩種膠原凝集素。SP-A和SP-D多種微生物和致敏原互作，產(chǎn)生調(diào)理性作用，使微生物生長被抑制、外源性抗原失效。一些研究表明，肺膠原凝集素在調(diào)節(jié)巨噬細胞和白血球功能上有重要作用。SP-A和SP-D能結(jié)合各種細菌、病毒、致敏原和凋亡細胞，即可作為調(diào)理素去增強巨噬細胞攝取這些細胞和微粒的功效。

SP-A和SP-D的C末端區(qū)域控制其凝集素活性，三聚體的寡聚化使其能夠結(jié)合多價配體。SP-A的類花束結(jié)構(gòu)是由六個三聚體二級單位組成的十八面體，SP-D的十字形結(jié)構(gòu)由四個三聚體來組成。這兩種蛋白都能與甘露糖和葡萄糖結(jié)合，且對半乳糖具有低親和力。然而這些凝集素也表現(xiàn)出不同的糖類特異性。例如，人類SP-A能優(yōu)先結(jié)合N-乙酰甘露糖胺和L-海藻糖，然而SP-D主要能與肌糖、麥芽糖和葡萄糖互作。

除此之外，研究還發(fā)現(xiàn)SP-A和SP-D能降低適應(yīng)性免疫反應(yīng)。Borron等證實SP-A和SP-D能通過減少IL-2產(chǎn)量來抑制絲裂原或抗原介導(dǎo)的T細胞增殖。在肺部過敏模型中對煙曲霉菌致敏原的實驗發(fā)現(xiàn)，人類的SP-A能抑制抗原特異型淋巴細胞增殖和Th2細胞因子產(chǎn)量，從而證明SP-A能直接抑制致敏原刺激的CD4+T細胞功能。此外，煙曲霉菌敏化Spa—/—和Spd—/—小鼠表現(xiàn)出固有的嗜酸性粒細胞增多綜合征和肺部IL-5和IL-13水平增加，表明這種蛋白具有控制Th1/Th2細胞因子平衡的能力。

4 總結(jié)

膠原凝集素是目前細胞生物學(xué)家，微生物學(xué)家和生理學(xué)家的研究熱點。該文綜述了MBL，SP-A和SP-D等可溶性凝集素在免疫調(diào)節(jié)方面的作用，對當前實驗進展進行了總結(jié)。在今后的研究中，將深入探究膠原凝集素識別多糖結(jié)構(gòu)的作用機制，剖析其對免疫反應(yīng)的影響。同時，研究MBL、SP-A和SP-D與疾病之間的關(guān)系，為今后的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。

[1]陳克敏.膠原凝集素結(jié)構(gòu)與功能的研究[J].國際免疫學(xué)雜志,1996(5):225-228.