調理素的研究進展

劉娜，劉治，劉玲，周鹿蕾，韓潤林*

(1.血漿脂蛋白免疫學研究中心，內蒙古農業(yè)大學，呼和浩特 010018；2.農業(yè)部動物疾病臨床診療技術重點實驗室，內蒙古農業(yè)大學，呼和浩特 010018)

調理素的研究進展

劉娜1,2，劉治1,2，劉玲1,2，周鹿蕾1,2，韓潤林1,2*

(1.血漿脂蛋白免疫學研究中心，內蒙古農業(yè)大學，呼和浩特 010018；2.農業(yè)部動物疾病臨床診療技術重點實驗室，內蒙古農業(yè)大學，呼和浩特 010018)

簡述了補體、抗體、C-反應蛋白、血清淀粉樣蛋白、甘露糖凝集素、表面活性蛋白、纖粘蛋白等七類調理素的研究，報道了新發(fā)現的調理素低密度脂蛋白和高密度脂蛋白，并對抗感染免疫學研究的新視角進行了展望。

脂蛋白；調理；吞噬

調理素(opsonin)是機體內促進吞噬作用的物質總稱。吞噬細胞通過特定受體識別、結合并吞噬(phagocytosis)靶細胞，以抵抗病原微生物感染、維持內環(huán)境穩(wěn)態(tài)[1-2]。體液中的細胞和細菌因帶負電荷而互斥，而調理吞噬可促進病原體的清除。調理素不僅介導吞噬作用，也可協調細胞相關炎癥信號轉導、配體遞呈及受體分布，參與機體炎癥反應與抗炎平衡的維持[3-4]。

現在已明確的調理素有補體(C3b、C4b以及iC3b)、抗體(IgG和IgM)、C-反應蛋白、血清淀粉樣蛋白、甘露糖凝集素、表面活性蛋白、纖粘蛋白等七類物質。最近研究發(fā)現，低密度脂蛋白(或高密度脂蛋白)可作為調理素促進單核細胞對A群鏈球菌的吞噬[5-6]。

1 補體及抗體

1.1 補體 Alferd等[7]通過綿羊紅細胞吞噬實驗發(fā)現C3補體具有調理作用；Alper等[8]發(fā)現C3補體是機體免疫防御體系的重要組成部分，先性缺陷患者的血清對某些病原微生物無調理作用。

補體在體內以非活性形式存在。C3補體激活后產生的C3b、C4b及iC3b等片段都可與病原微生物結合，通過吞噬細胞上的補體受體(complement receptor，CR)介導吞噬作用。該吞噬作用依賴于完整的細胞微管結構及膜轉運過程，通常不產生炎癥介質[2，9-10]。

目前已發(fā)現與調理作用相關的補體受體有CR1、CR3、CR4、CRIg。CR1(CD35)是C3b、C4b的受體，能介導已活化的巨噬細胞的吞噬作用。CR3(Mac-1，由CD11b和CD18組成)為iC3b受體，可促進吞噬攝取。免疫球蛋白超家族補體受體(complement receptor of the immunoglobulin superfamily，CRIg)可與C3b、iC3b結合，促進黏附及吞噬[2，9-10]。

此外，Zaragoza等[11]發(fā)現補體對新型隱球菌調理作用效率因不同菌株而不同，在高調理性菌株中C3結合的位點離莢膜較近。

1.2 抗體 抗體作為獲得性免疫系統的主要蛋白質，是稱為免疫球蛋白(immunoglobulins，Ig)的糖蛋白。體內含量最高的免疫球蛋白IgG，與細菌表面結合后可發(fā)揮調理作用；而初次免疫應答產生的主要免疫球蛋白IgM的調理效率更高[3]。抗體與細菌結合后，Fc區(qū)的活性位點暴露并與細胞表面Fc受體(Fc receptor，FcR)結合，細胞伸出偽足而發(fā)生吞噬作用，并伴隨促炎介質的產生[1，10]。

補體受體、Fc受體在調理吞噬中有協同作用。如，與被調理粒子結合的IgG水平未達閾值時，該粒子不能被吞噬；但若這些粒子也結合了補體時，則可發(fā)生吞噬。另外，巨噬細胞表面C3b受體的親和力，比Fc受體要高[11-13]。

2 急性期蛋白

急性期蛋白(acute-phase protein)中的C-反應蛋白(C-reactive protein，CRP)、血清淀粉樣蛋白(serum amyloid，SA)可與IgG的Fc受體結合，介導吞噬作用。發(fā)生炎癥反應時，體內CRP或SAA水平可增加10至1000倍[4，14-15]。

2.1 C-反應蛋白 C-反應蛋白是靈長類、家兔、倉鼠和犬的主要急性期蛋白，能與細胞膜以及細菌、真菌的磷脂酰膽堿結合。CRP已被證實有調理作用，如Szalai等[16-17]利用轉人CRP基因(human CRP transgenic，hCRPtg)的小鼠研究了CRP的調理素特性：hCRPtg小鼠感染肺炎鏈球菌(Streptococcuspneumonia，S.pneumonia)后細菌清除率更高，小鼠存活率增加且存活時間延長；CRP也可保護小鼠免受鼠傷寒沙門氏菌(Salmonellatyphimurium，S.typhimurium)強毒株感染，使小鼠早期血液清除率增加，肝臟、脾臟內細菌數量下降。

2.2 血清淀粉樣蛋白 血清淀粉樣蛋白是牛、貓、馬等動物的主要急性期蛋白，如犬患細菌性疾病時體內SA濃度可升高20倍。Shah等[18]發(fā)現SA可促進細胞對大腸桿菌(Escherichiacoli，E.coli)的吞噬，也可激活補體。

3 膠原凝集素及纖粘蛋白

哺乳動物的吞噬細胞表達多種表面凝集素，以檢測自身及外來碳水化合物。甘露糖凝集素(mannose-binding lectin，MBL)、表面活性蛋白(surfactant protein，SP)等膠原凝集素(collectin)可與膠凝素受體(即C1q受體)結合，促進單核細胞或肺內皮細胞的吞噬功能。單個膠原凝集素與碳水化合物的結合較弱，但其低聚物有多個結合位點，因而可產生較強的功能活性。

3.1 甘露糖凝集素 甘露糖凝集素是先天性免疫系統中最重要的外源凝集素，主要作為血清蛋白而循環(huán)。它可直接發(fā)揮調理作用，也可通過激活補體系統來促進吞噬作用。MBL能與細菌、霉菌、寄生蟲、病毒等結合，促進吞噬攝取[1，4]。研究表明，MBL缺失小鼠經由尾靜脈接種葡萄球菌(Staphylococcusaureus，S.aureus)48 h后，實驗組小鼠全部死亡，對照組死亡率僅為45%。幼齡動物由于獲得性免疫系統尚不能產生有效的免疫應答，因而體內凝集素的作用更為重要[19]。1968年，Miller等[20-22]發(fā)現了一例兒童反復腹瀉患者細胞吞噬能力不足、身體發(fā)育遲緩，但到1998年研究者才確定這些癥狀與患者體內MBL水平低下有關。

3.2 表面活性蛋白 表面活性蛋白是一種脂蛋白復合物，可降低肺表面張力而使呼吸流暢。SP可增強肺泡巨噬細胞的吞噬作用，是肺臟免疫防御的關鍵物質。SP對大多數肺部的細菌和病毒有強的調理作用，且主要通過以下三種機制來實現：一是與病原表面結合，直接發(fā)揮調理作用；二是作為活化配體，促進細胞對IgG等其他調理素介導粒子的吞噬；三是促使細胞表面與微生物識別有關的受體(如甘露糖受體)的表達增加[23，24]。

3.3 纖粘蛋白 纖粘蛋白(fibronectin，FN)也稱纖維結合蛋白，是廣泛存在于細胞外基質(extra cellular matrix，ECM)、血漿及其他體液中的糖蛋白。FN主要負責細胞粘連，也可與外來粒子結合、發(fā)揮調理作用。如，Eriksen等[25]選用人多形核白細胞以及幾種金黃色葡萄球菌菌株進行研究，發(fā)現FN可顯著促進細胞對菌的吞噬，且這種FN介導的吞噬作用具有濃度依賴性。Toshiaki等[26]通過大鼠肺泡巨噬細胞吞噬實驗、人工感染金黃色葡萄球菌的實驗大鼠體內實驗，發(fā)現FN的調理作用對肺泡巨噬細胞發(fā)揮吞噬作用是不可替代的，并提出也可利用FN的調理作用來研究臨床肺炎患者的治療方案。

4 低密度脂蛋白及高密度脂蛋白

血漿脂蛋白(plasma lipoprotein，PLP)是由脂質和載脂蛋白(apolipoprotein，apo)結合形成的，根據密度不同可分為乳糜微粒、極低密度脂蛋白、中間密度脂蛋白、低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)和高密度脂蛋白(high density lipoprotein，HDL)。LDL的功能主要是向外周組織轉運膽固醇，主要載脂蛋白為apo B-100。HDL的基本功能是將膽固醇從外周組織轉運到肝臟代謝，主要載脂蛋白是apo A-1[27]。

感染和炎癥往往引起LDL氧化得到氧化LDL(oxidized low density lipoprotein，oxLDL)[23]。B類清道夫受體CD36(class B scavenger receptor CD36)是巨噬細胞表面主要的LDL受體，并可介導細胞攝取HDL。oxLDL可上調CD36的表達，HDL則通過降低過氧化體增生物激活受體(peroxisome proliferator-activated receptor，PPARγ)的活性來降低CD36的表達。研究發(fā)現，HDL、LDL尤其是oxLDL在抵抗細菌、病毒及寄生蟲感染中發(fā)揮重要作用[5，28，29]。

4.1 HDL、LDL可與A群鏈球菌結合 A群鏈球菌(group AStreptococcus，GAS)又稱化膿鏈球菌(Streptococcuspyogenes，S.pyogenes)，可引起人的多種疾病，也可引起牛乳腺炎。鏈球菌可存活于多形核白細胞(polymorphonuclear neutrophil granulocytes，PMNs)中，且有多種機制逃避宿主的吞噬作用[30]。Ⅰ型膠原樣蛋白(streptococcal collagen-like protein 1，Scl1)是GAS表面的一種毒力因子，Han等發(fā)現rScl1可與LDL的apo B-100特異性結合，Gao等[31，32]發(fā)現rScl1可與人血漿HDL發(fā)生疏水性結合。4.2 LDL、 HDL可介導單核細胞吞噬GAS 單核細胞結合血管內皮細胞并穿過血管壁而進入組織、分化為巨噬細胞。巨噬細胞表面有多種清道夫受體；單核細胞則只有I型、II型及CD36等B族清道夫受體，且分化為巨噬細胞后CD36的表達量增加[33]。

Zhou和Liu等[5-6]選用U937人單核腫瘤細胞(human U937 monocyte-like cells，U937)進行體外吞噬實驗發(fā)現：(1)LDL可促進健康人血液吞噬GAS，GAS被U937吞噬1 h后全部死亡；(2)LDL(或HDL)與GAS特異性結合后可發(fā)揮調理作用，LDL的調理作用最強，HDL次之，而VLDL無調理作用；(3)GAS主要通過Scl1與LDL(或HDL)結合；LDL(或HDL)通過單核細胞CD36受體介導吞噬作用，且CD36與LDL-GAS(或HDL-GAS)復合物有很強的親和力；(4)不同濃度的LDL(或HDL)，調理作用無顯著差異。

5 展望

人類生活環(huán)境不斷變化，主要病原微生物種類也在不斷變化；同時，調理素的相關研究也在不斷推進。如最近李兆杰等[3]通過體外吞噬實驗推測魚類卵黃蛋白原(Vitellogenin，Vg)具有調理作用，劉敏等[34]則證明魚類Vg的調理作用沒有種屬特異性，且其誘導的吞噬作用屬于I型調理吞噬作用。LDL可介導單核(巨噬)細胞吞噬病原微生物，而oxLDL則可上調CD36受體的表達導致膽固醇大量流入細胞內，形成泡沫細胞，加快動脈粥樣硬化(atherosclerosis，AS)[28,35]。因此，脂蛋白調理作用的研究可能給機體抗感染免疫與動脈粥樣硬化兩方面的研究帶來新的視角。GAS主要為人的致病菌，Apo B-100是人體必需蛋白質，因此現有的研究局限于體外實驗及體外系統[6]。LDL(或HDL)是否能促進細胞吞噬其他病原菌，仍有待于進一步的研究。

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(編輯：陳希)

Research Advances in Opsonins

LIU Na1,2, LIU Zhi1,2, LIU Ling1,2, ZHOU Lu-lei1,2, HAN Run-lin1,2*

(1.ResearchCenterofPlasmaLipoproteinImmunology,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Huhhot010018,China; 2.KeyLaboratoryofAnimalClinicDiagnosisandTreatment,MinistryofAgricultureofChina,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Huhhot010018,China)

In this paper, we provide an overview of the seven major opsonins, including complement (C3b, C4b, and iC3b), antibody, C-reactive protein, serum amyloid, mannose-binding lectin, surfactant protein and fibronectin, as well as the opsonic function of low-density lipoprotein and high-density lipoprotein.The prospects for the new concept of immune response are also mentioned.

lipoprotein; opsonin; phagocytosis

劉娜，碩士，從事脂蛋白免疫學方面研究。

韓潤林。E-mail: han-runlin@163.com

2016-04-19

A

1002-1280 (2016) 07-0062-04

S853.2