Slit2生物學(xué)特性及其與血管內(nèi)皮細(xì)胞炎癥的關(guān)系研究進展*

任麗蓉 綜述　　何藺　劉濤　王浩宇 審校

(1.瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院心內(nèi)科，四川 瀘州 646000；2.川北醫(yī)學(xué)院第二臨床醫(yī)學(xué)院·南充市中心醫(yī)院心內(nèi)科，四川 南充 637000 )

·綜述·

Slit2生物學(xué)特性及其與血管內(nèi)皮細(xì)胞炎癥的關(guān)系研究進展*

任麗蓉1綜述何藺2劉濤2王浩宇2審校

(1.瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院心內(nèi)科，四川 瀘州 646000；2.川北醫(yī)學(xué)院第二臨床醫(yī)學(xué)院·南充市中心醫(yī)院心內(nèi)科，四川 南充 637000 )

【摘要】分泌型蛋白slit2通過與受體robo結(jié)合調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和滲透性。作為新發(fā)現(xiàn)的炎癥調(diào)節(jié)因子，slit2可以調(diào)節(jié)白細(xì)胞的遷移，抑制炎癥介質(zhì)的釋放，降低血管通透性，減少炎癥引起的病理性血管新生,但是slit2在炎癥中的具體作用機制尚不明確，本文對slit2的生物學(xué)特性及其與內(nèi)皮細(xì)胞炎癥的關(guān)系研究進展做一綜述。

【關(guān)鍵詞】slit2；內(nèi)皮細(xì)胞；炎癥

內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥損傷是諸多疾病發(fā)生的病理學(xué)基礎(chǔ)，如感染性休克患者內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥損害是導(dǎo)致多器官功能障礙和動脈硬化的關(guān)鍵因素[1]。另外，在動脈粥樣硬化的發(fā)病過程中，除了高脂血癥外，內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)也是一個不可忽略的因素。炎癥中內(nèi)皮細(xì)胞釋放的炎癥介質(zhì)可以導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞功能紊亂，促進粥樣斑塊的形成[2]。近年來發(fā)現(xiàn)神經(jīng)導(dǎo)向因子slit2在炎癥反應(yīng)中同樣具有調(diào)節(jié)作用，但是具體的調(diào)節(jié)機制尚不清楚。 以下就slit2的生物學(xué)特性以及它在內(nèi)皮細(xì)胞炎癥中的作用及現(xiàn)有機制做一綜述。

1Slit2的生物學(xué)特性

Slit2為分泌型的糖蛋白，是slit蛋白家族成員之一。它的分布十分廣泛，不僅表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)、血管內(nèi)皮細(xì)胞等正常組織，也表達(dá)于實體腫瘤組織。完整的slit2蛋白可以裂解為大小約140kDa的N端(slit2-N)和50～60kDa的C端(slit2-C)兩個片段，但是只有slit2-N端和完整的slit2蛋白才能與受體robo結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)[3]。由此可見slit-N是silt蛋白發(fā)揮生物學(xué)活性的重要部位，為后面以slit2-N端代替slit2蛋白進行生物學(xué)研究提供了理論基礎(chǔ)。Slit蛋白從N端到C端依次由4個富含亮氨酸(LRR)結(jié)構(gòu)域、6個表皮生長因子(EGF)重復(fù)序列、1個層黏蛋白G樣結(jié)構(gòu)區(qū)、1個(非哺乳動物)或3個(哺乳動物)EGF重復(fù)序列和1個半胱氨酸結(jié)構(gòu)域組成[4]。slit蛋白N端的4個LRR結(jié)構(gòu)域被命名為D1-D4區(qū)，是介導(dǎo)蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用的主要部位。D1和D2區(qū)可與肝素結(jié)合參與調(diào)解作用，D2區(qū)則是介導(dǎo)slit與robo受體相互作用的關(guān)鍵部位， D3區(qū)的功能尚不清楚，但是slit2的D3區(qū)可與netrin1(神經(jīng)生長因子1)和Laminin1(層粘蛋白1)結(jié)合，D4區(qū)可介導(dǎo)slit-slit二聚體的形成[5，6]。Slit的受體包括robo1、robo2、robo3和robo4四種，目前已經(jīng)報道的這4種受體的結(jié)構(gòu)都非常保守，除robo4外他們的胞外區(qū)都由5個Ig(免疫球蛋白)樣結(jié)構(gòu)域、3個FN(纖維連接蛋白)重復(fù)序列組成，胞內(nèi)區(qū)由CC0-CC3 4個保守的結(jié)構(gòu)域組成， robo4胞外區(qū)只有2個Ig樣結(jié)構(gòu)域和2個FN重復(fù)序列組成，胞內(nèi)區(qū)只有CCO和CC2兩個結(jié)構(gòu)域[7]，這4種受體都可與slit2結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)作用[8-11]，其中參與炎癥調(diào)節(jié)的主要受體是robo1和robo4。

2slit2在炎癥中的作用

2.1slit2與白細(xì)胞遷移白細(xì)胞包括淋巴細(xì)胞、粒細(xì)胞(嗜酸性、嗜堿性和中性粒細(xì)胞)以及單核細(xì)胞，這些細(xì)胞是參與炎癥反應(yīng)的重要細(xì)胞。眾所周知，神經(jīng)導(dǎo)向因子slit蛋白可以調(diào)節(jié)神經(jīng)元的遷移。 Wu等[12]的研究發(fā)現(xiàn)，slit2對白細(xì)胞也具有相似的作用。它不僅可以抑制化學(xué)趨化因子對淋巴細(xì)胞和HL-60細(xì)胞的趨化作用，重組的slit2可以抑制朗格漢斯巨細(xì)胞的遷移，使其不能將抗原提呈給T細(xì)胞，從而預(yù)防皮膚超敏反應(yīng)的發(fā)生，并且發(fā)生超敏反應(yīng)部位的皮膚slit2的表達(dá)上調(diào)[13]。Tole等[14]用電子顯微鏡追蹤中性粒細(xì)胞的運動時發(fā)現(xiàn)，slit2可選擇性地抑制N- 甲酰 - 甲硫氨酰 - 亮氨酰苯丙氨酸(N-formyl peptide f-Met-Leu-Phe, fMLP)、C5a和IL-8等趨化因子引起的中性粒細(xì)胞定向遷移。他們還觀察到slit2通過抑制中性粒細(xì)胞肌動蛋白末端偽足的形而來發(fā)揮上述作用。slit2蛋白抑制中性粒細(xì)胞趨化作用的同時， 還可以降低中性粒細(xì)胞對炎癥活化的血管內(nèi)皮細(xì)胞的粘附能力而減少中性粒細(xì)胞游出的數(shù)量[15]。有意思的是，在肺部發(fā)生炎癥時，slit2蛋白通過中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞內(nèi)srGAP1(Slit/robo GTPase激活蛋白)表達(dá)水平的不同來調(diào)節(jié)它們在炎癥中的作用，中性粒細(xì)胞表達(dá)高水平的srGAP1，而嗜酸性粒細(xì)胞的srGAP1表達(dá)水平明顯低于中性粒細(xì)胞。對于中性粒細(xì)胞slit2蛋白通過促進srGAP1與robo1結(jié)合來抑制細(xì)胞內(nèi)Cdc42的活性達(dá)到減輕肺部炎癥的效果，但是嗜酸性粒細(xì)胞，因為其低表達(dá)srGAP1，slit2蛋白通過激活Cdc42后,募集PI3K與robo1蛋白結(jié)合激活PI3K信號途徑，加重氣道的炎癥反應(yīng)[16]。

2.2slit2與細(xì)胞因子釋放Altay等[17]發(fā)現(xiàn)，slit2可以顯著減少TNF-α導(dǎo)致的腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞-白皮細(xì)胞粘附數(shù)量，并且持續(xù)地向腦缺血的動物模型注射slit2，可明顯減少海馬CA1錐體細(xì)胞的遲發(fā)型死亡，這表明了slit2不僅可以緩解腦微血管炎癥且具有神經(jīng)保護作用。另外，LPS、TNF-α和IL-1β三種促炎細(xì)胞因子都可減少人胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞slit2蛋白的表達(dá)。利用siRNA沉默slit2基因的表達(dá)后，這三種致炎因子使胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞分泌的IL-6、IL-8、MMP2、MMP9、proMMP2和proMMP9等炎癥介質(zhì)上調(diào)。另外，還發(fā)現(xiàn)肥胖患者胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞slit2蛋白的表達(dá)量也呈下降趨勢。由此可見，slit2蛋白是胎盤中重要的抗炎物質(zhì)[18]，對胎兒的正常生長和發(fā)育起到保護作用。同時Ratana等[19]也發(fā)現(xiàn)，LPS和IL-1β使體外培養(yǎng)的子宮肌細(xì)胞slit2 mRNA表達(dá)下降，沉默slit2的表達(dá)后，IL-1β將上調(diào)IL-6、IL-8、COX-2(環(huán)氧化酶2)、前列腺素PGE2和PGF2α、MMP9、proMMP9的表達(dá)，這進一步證實了slit2在炎癥中的調(diào)節(jié)作用。另外對于內(nèi)皮細(xì)胞，LPS也可抑制slit2的表達(dá)，在加入外源性slit2培養(yǎng)一段時間后內(nèi)源性slit2的表達(dá)上調(diào)，并且ICAM-1、MCP-1、GM-CSF和MIF等細(xì)胞因子的表達(dá)下調(diào)，使炎癥向有利于疾病恢復(fù)的方向發(fā)展[1]。

3slit2與內(nèi)皮細(xì)胞炎癥反應(yīng)

3.1slit2與內(nèi)皮細(xì)胞損傷內(nèi)皮細(xì)胞與循環(huán)系統(tǒng)中的液體成分密切接觸，炎癥發(fā)生時它易受到細(xì)菌毒素、炎癥介質(zhì)、缺血性和機械性等損傷，從而破壞內(nèi)皮細(xì)胞的屏障功能，使感染部位出現(xiàn)紅、腫、熱、痛等癥狀。血管內(nèi)皮鈣粘素是組成內(nèi)皮細(xì)胞屏障的主要成分，促炎因子IL-1β可使血管內(nèi)皮細(xì)胞鈣粘素(VE-cadherin)第658位酪氨酸磷酸化，進而導(dǎo)致VE-cadherin與p120-catenin(連環(huán)蛋白)解聚，破壞內(nèi)皮間的緊密連接。Slit2可阻斷IL-1β對VE-cadherin的磷酸化作用，穩(wěn)定內(nèi)皮細(xì)胞間的緊密連接，減輕血管的滲漏[20]。另外，slit2可以減輕病毒導(dǎo)致的肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞損害，降低肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞的滲透性而緩解肺部炎癥[21]，這種作用可能也是通過slit2對細(xì)胞間連接的保護而產(chǎn)生的。Kanellis等[22]在對大鼠腎小球腎炎模型的研究中發(fā)現(xiàn)，在疾病的感應(yīng)期，腎小球的內(nèi)源性slit2蛋白表達(dá)下降，早期slit2蛋白表達(dá)的下調(diào)會使腎小球腎血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷加重從而加重腎小球腎炎的癥狀。革蘭陰性細(xì)菌的內(nèi)毒素(LPS)是常見的致炎因素， slit2可以減少LPS引起的炎癥細(xì)胞因子/趨化因子的釋放，抑制細(xì)胞粘附分子ICAM-1的上調(diào)，從而阻止單核細(xì)胞的粘附以保護內(nèi)皮細(xì)胞不受損傷[1]。

3.2slit2與炎癥中的血管新生Jones等[23]發(fā)現(xiàn)robo4蛋白在視網(wǎng)膜血管的頂細(xì)胞中低表達(dá)，柄細(xì)胞中高表達(dá)，在視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜的血管疾病中slit2與robo4結(jié)合后可減少血管滲出和病理性的血管生成。曾經(jīng)有研究模擬了老年性黃斑性病變、缺血性視網(wǎng)膜血管生成以及黃斑水腫三種疾病模型，發(fā)現(xiàn) slit2可抑制脈絡(luò)膜和視網(wǎng)膜的病理性血管生成，并且可抑制視網(wǎng)膜的滲漏，減輕黃斑水腫[24]。此外，slit2還可抑制bFGF(堿性成纖維生長因子)引起的角膜血管新生[25]。為了進一步證實slit2在角膜血管新生中的作用，Mulik等[26]利用單純皰癥病毒(HSV)建立的角膜炎模型中發(fā)現(xiàn)，角膜基質(zhì)中大多數(shù)新生血管內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)源性slit2的表達(dá)量無明顯變化，但是robo4的表達(dá)卻是明顯上調(diào)的；當(dāng)從結(jié)膜下注射外源性的slit2后，角膜血管的新生數(shù)量也會明顯減少，同時HSV感染后的免疫損傷也會減輕，奇怪的是當(dāng)阻斷內(nèi)源性slit2的表達(dá)后，HSV引起的病理性血管新生數(shù)量并未增多，免疫損害也并未加重。

4slit2在內(nèi)皮細(xì)胞炎癥中的可能轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑和機制

4.1slit2-robo1信號通路GAPs(GTPase激活蛋白)是slit2的重要下游信號分子，當(dāng)slit2與受體robo1結(jié)合后可促進GAPs在robo1的胞內(nèi)區(qū)聚集，這些聚集后的GAPs稱為srGAPs(Slit/robo GTPase激活蛋白)，后者可調(diào)節(jié)Rho GTPase，如Rac、CDc42和RhoA的活性，而Rho GTPase是調(diào)節(jié)細(xì)胞骨架運動的重要因素，所以slit2可以通過robo1-GAPs-Rho GTPase途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞的運動[11]。有研究發(fā)現(xiàn)，robo1胞內(nèi)的CC3結(jié)構(gòu)域可與CXCR4受體結(jié)合調(diào)節(jié) CXCL12信號對炎癥細(xì)胞的趨化作用，并且slit2與robo1結(jié)合后可增強CXCR4受體與robo1蛋白CC3的結(jié)合，從而抑制CXCL12/CXCR4信號對炎癥細(xì)胞的趨化作用[27]。但是由于robo4的胞內(nèi)區(qū)只有CCO和CC2兩個結(jié)構(gòu)域組成，沒有CC3結(jié)構(gòu)域，所以robo4蛋白不能和胞漿內(nèi)的趨化因子受體CXCR4相互作用，導(dǎo)致robo4信號通路不能調(diào)節(jié)CXCL12/CXCR4介導(dǎo)的細(xì)胞運動和血管生成等作用[28]。Guan等[29]發(fā)現(xiàn)，Slit2-robo1還可以促進AKT(蛋白激酶B)的磷酸化，進而阻斷PI3K/AKT的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和血管形成，從而調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)在疾病中的功能。GSK3β(糖原合成酶激酶3)也是slit2調(diào)節(jié)細(xì)胞遷移的下游信號分子，在腫瘤中slit2可通過AKT- GSK3β途徑抑制腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移[30]。

4.2slit2-robo4信號通路在LPS引起的炎癥反應(yīng)模型中，slit2與robo4結(jié)合后可以抑制TLR4(toll樣受體4)的下游信號Pyk2的磷酸化，進而抑制NF-κB的活性而發(fā)揮抗炎作用；由于miR-218基因是slit2基因的連鎖基因，并且miR-218的靶蛋白是robo1，因此slit2基因表達(dá)的改變必將引起miR-218基因的變化，從而改變 robo1的表達(dá)，進而調(diào)節(jié)robo1在炎癥中的作用[1]。Jones等[31]的報道稱robo4可以與細(xì)胞內(nèi)的銜接蛋白paxillin(樁蛋白)形成復(fù)合體，robo4-paxillin復(fù)合體可抑制GTPase Arf6的活性,隨之Arf-GAPs誘導(dǎo)的Rac蛋白家族如GIT1的聚集也被中斷，從而維持內(nèi)皮細(xì)胞的正常功能，減輕內(nèi)皮細(xì)胞的損傷，抑制血管新生和血管滲漏，slit2-robo4-paxillin-GIT1信號通路的發(fā)現(xiàn)為炎癥研究新的方向。但是robo4是否為robos家族成員尚有爭議，并且slit2與robo4結(jié)合的直接證據(jù)至今尚未發(fā)現(xiàn)[32]，因此slit2-robo4信號通路對炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)作用有待進一步證實。

4.3slit2基因的甲基化有趣的是，在對炎癥性腸病的研究中發(fā)現(xiàn)，內(nèi)鏡下炎癥活動的炎癥性腸病患者的腸道標(biāo)本中slit2基因的甲基化程度較內(nèi)鏡下炎癥已緩解的患者顯著增高，急性炎癥性腸病患者的標(biāo)中slit2基因的甲基化程度高于慢性炎癥和正常的患者，這表明slit2基因的甲基化程度與炎癥性腸病的發(fā)生、發(fā)展、病情活動度以及病程長短有關(guān)[33]，由此可見，slit2基因的甲基化程度也是slit2蛋白調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的一種途徑。該信號通路在慢性非特異炎癥中也起到重要的調(diào)節(jié)作用，但是該途徑在炎癥中的具體作用機制尚不明確。

5小結(jié)與展望

slit2對炎癥的調(diào)節(jié)作用已經(jīng)得到證實，它既可以降低炎癥導(dǎo)致的血管內(nèi)皮細(xì)胞損害，維持血管壁的完整性，還可以調(diào)節(jié)炎癥介質(zhì)的釋放和級聯(lián)放大效應(yīng)，對機體起到保護作用。另外，它還可以抑制炎癥中的病理性血管生成，尤其是在角膜和視網(wǎng)膜的炎癥疾病中，抑制新生血管的形成可以降低失明的發(fā)生率。根據(jù)目前的報道，參與slit2對內(nèi)皮細(xì)胞炎癥調(diào)節(jié)的受體包括robo1和robo4兩種，他們共同組成了一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對炎癥反應(yīng)進行調(diào)節(jié)，但是具體的調(diào)節(jié)機制尚不清楚。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在炎癥中的作用，為研究炎癥疾病的病理過程和機制開辟了新的途徑，為預(yù)防和治療以內(nèi)皮細(xì)胞炎癥為發(fā)病基礎(chǔ)的心血管疾病提供了嶄新的希望。

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Progress of slit2 in vascular endothelial inflammation

REN Lirong1reviewingHE Lin2，LIU Tao2，WANG Haoyu2checking

(1.DepartmentofCardiology,TheAffiliatedHospitalofLuzhouMedicalCollege,Luzhou646000,Sichuan,China; 2.DepartmentofCardiology,NanchongCentralHospital,TheSecondClinicalCollegeofNorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,Sichuan,China)

【Abstract】Slit2 as the secretary protein and its receptors robo is considered to regulate mobility and permeability of endothelial cells. As an emerging role in inflammation, it can regulate mobility of leukocyte, inhibit secretion of inflammatory mediators and repress vascular leakage and pathological angiogenesis. However, the role of slit2 in endothelial inflammation response remains to be clarified. The purpose of this article is to summarize the function and mechanism of slit2 in endothelial cell inflammation.

【Key words】Slit2；Endothelial cells；Inflammation

基金項目：四川省科技廳立項課題(2013JY0129)

通訊作者：劉濤，教授，本刊常務(wù)編委，E-mail nclt456@sina.com

【中圖分類號】R-33

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

doi：10.3969/j.issn.1672-3511.2016.06.033

(收稿日期：2015-03-16; 編輯： 母存培)