層粘連蛋白相關(guān)疾病的研究進展

韓旭，溫樹正，景尚斐，張國榮，張金才，許鵬程，郭文，韓超前

（1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010059；2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院 手足顯微外科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010059）

層粘連蛋白(LN)是細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的組成部分，廣泛存在于外周神經(jīng)系統(tǒng)，其有助于圍繞上皮細(xì)胞的基底層的結(jié)構(gòu)并介導(dǎo)細(xì)胞粘附、生長、移動、增殖、分化及對神經(jīng)突起的伸展具有重要影響。層粘連蛋白是由以“十”字形結(jié)構(gòu)排列的三種不同多肽鏈（α，β和γ）組成的異源三聚糖蛋白。近年來隨著科學(xué)研究的不斷深入，層粘連蛋白在臨床中的作用與應(yīng)用前景得到廣泛關(guān)注，目前層粘連蛋白應(yīng)用在臨床眾多方面，效果得到明顯肯定。本文對LN表達與人體組織疾病及周圍神經(jīng)再生修復(fù)方面的發(fā)展密切關(guān)系做一綜述。

1 層粘連蛋白的分子結(jié)構(gòu)與命名

層粘連蛋白是由α鏈和β鏈和γ鏈經(jīng)二硫鍵連接而成的異源三聚體，常表現(xiàn)為“十”字結(jié)構(gòu)。胡迎春等學(xué)者提出，α鏈由C末端的長臂和N末端短臂組成，C末端的長臂含有1～5個功能區(qū)域，而這些區(qū)域參與細(xì)胞受體如整合素和肌營養(yǎng)不良蛋白聚糖的相互作用，而N末端短臂主要是與分子的聚集作用相關(guān)，但是也能與整合素受體結(jié)合，α鏈的短臂在長度上有很大的多變性。β和γ鏈參與細(xì)胞外基質(zhì)分子的相互作用，如LN-15γ3和LN-1γ1與巢蛋白結(jié)合，LN-5β3與膠原蛋白Ⅶ相連。不同的α，β和γ鏈構(gòu)成不同的LN異構(gòu)體，迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)16種LN異構(gòu)體[1]。通常我們根據(jù)組成層粘連蛋白的每條鏈的類型來對其進行命名，例如由α3、β3、γ2構(gòu)成的LN可直接命名為Lamnin－332（即LN－332）。

2 層粘連蛋白的生理功能

實驗研究證實，細(xì)胞和膠原基質(zhì)的結(jié)合在很大程度上依靠糖蛋白的連接，如平滑肌細(xì)胞，成纖維細(xì)胞通過纖維素與膠原結(jié)合，而支托于基底膜上的細(xì)胞并不直接粘著N型膠原，而是連結(jié)LN的多肽H部位，再由LN短臂上的球形結(jié)構(gòu)與N型膠原結(jié)合，從而使細(xì)胞與膠原基質(zhì)粘附[2]。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)[3]，神經(jīng)軸突前端的長錐存在著能與LN功能基團相結(jié)合的受體，當(dāng)受體與這些功能基團結(jié)合后，受體通過微管、微絲調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的肌球蛋白、肌動蛋白,調(diào)節(jié)生長錐的形態(tài)和細(xì)胞骨架的動力，促使神經(jīng)軸突向外生長。因此，LN在促進中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元軸突生長發(fā)揮了重要作用。

3 層粘連蛋白與腫瘤領(lǐng)域的相關(guān)疾病

現(xiàn)代腫瘤學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，層粘連蛋白的表達與腫瘤分期、組織浸潤及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移關(guān)聯(lián)緊密，其在有些腫瘤中表達的效果明顯。作為基底膜屏障功能的主要決定者，腫瘤細(xì)胞粘附基底膜主要由層粘連蛋白介導(dǎo)，并且隨著LN與腫瘤細(xì)胞接觸，Ⅵ型膠原酶產(chǎn)生增多可導(dǎo)致基底膜的崩解，基底膜受損，腫瘤浸潤并且轉(zhuǎn)移，進一步導(dǎo)致LN減少。有學(xué)者研究認(rèn)為，LNy 2和LNβ 3表達在侵襲性前沿的癌細(xì)胞中有助于癌細(xì)胞更積極的表型，導(dǎo)致膽道癌的進展。說明LNy 2和LNβ 3結(jié)合MMP 7，在膽道癌的進展中發(fā)揮關(guān)鍵作用[4]。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞內(nèi)層粘連蛋白的表達與癌周基底膜層粘連蛋白的表達具有不同的生物學(xué)意義，聯(lián)合觀察癌細(xì)胞內(nèi)及癌周基底膜LN的表達情況有助于判斷鼻咽癌的預(yù)后[5]。還有學(xué)者認(rèn)為：LNα3的表達與胰腺癌的發(fā)生、侵襲、轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，尤其胞質(zhì)/間質(zhì)的共同表達可作為判斷胰腺癌肝轉(zhuǎn)移、血管浸潤、膽管浸潤的重要參考指標(biāo)[6]。有學(xué)者研究報道LN-5γ2蛋白表達與食管鱗癌患者的臨床分期有關(guān)，且在同一腫瘤內(nèi)不同區(qū)域存在異質(zhì)性，LN-5γ2蛋白在正常上皮組織中不表達，而在食管鱗癌中表達上調(diào)，并且與食管鱗癌的臨床分期有關(guān)，提示LN-5γ2蛋白的異常表達可能參與了食管鱗癌的進展[7]?，F(xiàn)代研究表明，laminin 332作為基底膜的一種糖蛋白分子，不僅在結(jié)構(gòu)上對上皮細(xì)胞與基底膜的穩(wěn)定結(jié)合起著關(guān)鍵作用，而且在促進細(xì)胞粘附、遷移和細(xì)胞分化及創(chuàng)傷修復(fù)等方面均有重要的意義。Laminin332的異常表達與婦科腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，有望為婦科腫瘤的早期診斷及靶向治療提供新的理論依據(jù)[8]。李岱娟等研究證實，Laminin與CollagenⅣ表達會隨著宮頸上皮內(nèi)瘤變隨著病變的加重而減弱，在浸潤癌中會出現(xiàn)斷裂，有助于原位癌與微小浸潤癌的鑒別診斷，同時對預(yù)測宮頸上皮內(nèi)瘤變向浸潤癌發(fā)展有指導(dǎo)意義，有利于宮頸癌的早期診斷及預(yù)防[9]。馮城婷等研究發(fā)現(xiàn)，LN在乳腺癌組織中表達失去連續(xù)性，甚至有明顯的斷裂，提示腫瘤組織中出現(xiàn)了明顯的基膜破壞，并且層粘連蛋白的表達水平還與腫塊長徑及TNM分期正相關(guān)，表明腫瘤的進展與層粘連蛋白的破壞相關(guān)[10]。王悅中等研究證明，綜上所述，層粘連蛋白在肺癌中的表達是與分化程度、原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移灶及淋巴轉(zhuǎn)移和生存期密切相關(guān)的，因此，可有望用來作為肺癌淋巴轉(zhuǎn)移潛能和預(yù)后的指標(biāo)[11]。胡明明等研究證明，LN在NMIBC中的表達也明顯升高，且LN同樣能與細(xì)胞表面的整合素受體結(jié)合，因此，LN的表達升高同樣可能與膀胱癌的化療抵抗發(fā)生有關(guān)，且其在NMIBC中的表達升高可能是化療耐藥發(fā)生的啟動因素[12]。目前大量學(xué)者從事層粘連蛋白與腫瘤相關(guān)疾病的研究，已取得了明顯的臨床效果。

4 層粘連蛋白與周圍神經(jīng)再生修復(fù)

細(xì)胞外基質(zhì)，包括膠原蛋白、層粘連蛋白或纖維連接蛋白，在周圍神經(jīng)再生中起重要作用。層粘連蛋白是細(xì)胞外基質(zhì)的重要成分，促進細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞之間相互黏合已被證實在神經(jīng)發(fā)育和再生中起重要作用。有學(xué)者研究證實，視神經(jīng)損傷后，通過自體坐骨神經(jīng)移植來模擬一個適宜視神經(jīng)軸突生長的環(huán)境，增加層粘連蛋白和纖維連接蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)的表達，充分發(fā)揮它們在神經(jīng)再生中的作用，可能為視神經(jīng)損傷后的修復(fù)帶來新的希望[13]。張鍵、陳仲偉等通過實驗研究證實，LN治療組術(shù)后1，3，4個月時的神經(jīng)肌肉動作電位、運動神經(jīng)傳導(dǎo)速度、再生有髓神經(jīng)纖維數(shù)量及髓鞘厚度均明顯優(yōu)于對照組。相應(yīng)節(jié)段和背根神經(jīng)節(jié)標(biāo)記神經(jīng)元明顯多于對照組。因此Laminin可在神經(jīng)再生過程發(fā)揮多重效應(yīng)，確能促進周圍神經(jīng)損傷后的再生[14]。王國英，胡耀民等研究發(fā)現(xiàn)，層粘連蛋白促進軸突生長的機理可能在于它能促進增加細(xì)胞的粘附作用，保持生長錐前進運動的穩(wěn)定性，防止其回縮，所以大大加快了軸突的始動和生長。并提示LN有引導(dǎo)再生軸突生長進入基底膜管內(nèi)的作用[15]。陳雪，林巍巍等研究發(fā)現(xiàn)，LN作為基質(zhì)中一種多功能的蛋白質(zhì)分子，能選擇性地結(jié)合到SCs表面，促進SCs合成ECM成分，并在其粘附過程中發(fā)揮作用[16]?？傮w而言，層粘連蛋白能促進受損神經(jīng)再生修復(fù)已被證實，但其促進周圍神經(jīng)再生修復(fù)的機制尚未獲得明確的答案。闡明層粘連蛋白促進神經(jīng)修復(fù)再生的作用和機制，從而改變層粘連蛋白的成分，獲得更好的修復(fù)效果將是我們?nèi)蘸笱芯康闹攸c和難點。

5 層粘連蛋白與其他相關(guān)疾病

層粘連蛋白除與以上幾種疾病相關(guān)外，在臨床的其他疾病方面的進展也被廣泛探索。李錦錦等研究發(fā)現(xiàn)，LN-111具有促進血管生成的作用，LN-111在胚胎時期較高表達，并且在胚胎期血管生成以及腎小管生成等中具有重要的作用，在成體組織中LN-111表達受限，主要表達了乳腺、腸腺，可能與細(xì)胞極化和重塑有關(guān)[17]。施浩，王任直研究證實借助整合素和層粘連蛋白的相互作用，使得NSPCs始終和血管保持緊密聯(lián)系；在血管微環(huán)境提供的支持下以及在SDF-1的趨化作用下，NSPCs得以從“SVZ區(qū)”健康遷移至梗死灶周邊[18]。劉濤，陳俊英在Ti基材料表面分別構(gòu)建了共價型和納米顆粒裝載型兩種層粘連蛋白/肝素/SDF.1a多功能微環(huán)境，以期實現(xiàn)在抗凝和抗增生的基礎(chǔ)上，誘導(dǎo)并加速材料表面血管內(nèi)皮再生[19]，并最終分別篩選出共價型和納米顆粒裝載型兩類層粘連蛋白/肝素/SDF.1a生物微環(huán)境的構(gòu)建方式。從而為心血管材料表面生物微環(huán)境的合理構(gòu)建提供了重要數(shù)據(jù)支持，也為心血管支架的表面設(shè)計提供了新思路。有學(xué)者經(jīng)過細(xì)胞培養(yǎng)等實驗證實，通過上調(diào)層粘連蛋白或B1.整合素/FAK/AKT的通路可能引導(dǎo)出有關(guān)青光眼的新治療法并且很可能減少青光眼患者的視力損失和精神焦慮[20]?？傮w來說，層粘連蛋白在血管生成等臨床方面的其他應(yīng)用是未來臨床探索的熱點和難點，層粘連蛋白在這些疾病中有效應(yīng)用很有潛在前景和價值。

目前與層粘連蛋白相關(guān)的疾病眾多，而且各種疾病的作用機制不一。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展以及人們對層粘連蛋白內(nèi)在結(jié)構(gòu)和功能及作用機制的認(rèn)識不斷深入，相信不久的將來臨床上與LN密切相關(guān)的難治性疾病會得到更好的診斷與治療，特別是其在周圍神經(jīng)再生修復(fù)領(lǐng)域?qū)⑷〉酶@著的突破，通過闡明層粘連蛋白促進神經(jīng)修復(fù)再生的作用和機制，從而改變LN的成分，以獲得更好的修復(fù)效果，可能成為未來研究的一個方向，從而為廣大患者的健康謀求更多福利，做出更多更大貢獻。

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