P-選擇素及P-選擇素糖蛋白配體-1基因多態(tài)性與缺血性腦血管病關(guān)系的研究進(jìn)展

岳孟孟，李雪瑩, 趙迎春，張 瑜

(南京醫(yī)科大學(xué)附屬上海松江中心醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，上海 201600)

缺血性腦血管病(ischemic cerebrovascular disease，ICVD)是一種神經(jīng)科常見(jiàn)的高致死率、高致殘率疾病，是由腦部缺血引起的一系列腦組織病理性改變及突發(fā)的局限性或彌散性神經(jīng)功能障礙。其可分為短暫性腦缺血發(fā)作、椎-基底動(dòng)脈供血不足、腦梗死等。ICVD的發(fā)生發(fā)展受P-選擇素(P-selectin，SELP)及P-選擇素糖蛋白配體-1(P-selectin glycoprotein ligand-1，PSGL-1)的影響。SELP是一種整合蛋白，主要存在于血小板及內(nèi)皮細(xì)胞。PSGL-1是一種跨膜糖蛋白，存在于絕大多數(shù)白細(xì)胞表面[1]。目前，SELP基因多態(tài)性共檢測(cè)到13種，PSGL-1基因多態(tài)性研究得較多的有2種。兩者的基因多態(tài)性可能通過(guò)對(duì)可溶性SELP及PSGL-1的血漿水平產(chǎn)生影響，從而對(duì)血小板活化、炎癥反應(yīng)及動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成等過(guò)程產(chǎn)生影響。ICVD是一種受多因素影響的疾病，其最常見(jiàn)病因?yàn)橐愿哐獕?、糖尿病及高脂血癥為背景的動(dòng)脈粥樣硬化，同時(shí)腦動(dòng)脈炎、結(jié)締組織病、高凝狀態(tài)等也是其危險(xiǎn)因素[2]。近年來(lái)，SELP及PSGL-1因其在炎癥反應(yīng)及動(dòng)脈粥樣硬化斑塊發(fā)病過(guò)程中的作用而成為ICVD的研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)就SELP及PSGL-1基因多態(tài)性與ICVD關(guān)系的研究進(jìn)展予以綜述。

1 SELP及PSGL-1的結(jié)構(gòu)和功能

SELP又稱顆粒膜糖蛋白、溶酶體膜蛋白，是細(xì)胞黏附分子中選擇素家族的主要成員之一，其為一種糖蛋白，分子量約為140 000。它是靜息血小板顆粒膜和內(nèi)皮細(xì)胞Weibel-Palade小體的組成部分，活化血小板表面約有10 000個(gè)SELP。SELP的N端具有凝集素樣結(jié)構(gòu)并含有Ca2+結(jié)合位點(diǎn)，中間部分是類似于表皮生長(zhǎng)因子的結(jié)構(gòu)域；而C端結(jié)構(gòu)域由具有不同長(zhǎng)度重復(fù)序列的結(jié)構(gòu)域組成，類似于補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白。此外，SELP還包括跨膜結(jié)構(gòu)域和胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域。SELP各功能區(qū)作用不一，其中N端植物凝集素區(qū)含有配體結(jié)合的關(guān)鍵序列；表皮生長(zhǎng)因子樣功能區(qū)主要起調(diào)節(jié)植物凝集素區(qū)構(gòu)型的作用，在Ca2+的輔助下，兩者共同識(shí)別、結(jié)合配體并介導(dǎo)細(xì)胞黏附；C端補(bǔ)體調(diào)節(jié)樣蛋白功能區(qū)參與誘導(dǎo)植物凝集素區(qū)構(gòu)型的改變并增強(qiáng)其活性；跨膜區(qū)連接胞外區(qū)和胞質(zhì)區(qū)，起信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用；胞質(zhì)區(qū)含有各種信號(hào)分子，與 SELP的生物功能、表達(dá)活化、儲(chǔ)存及代謝密切相關(guān)。SELP與PSGL-1結(jié)合的主要作用為啟動(dòng)白細(xì)胞向受損的內(nèi)皮細(xì)胞募集，并介導(dǎo)白細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和血小板三者的相互結(jié)合作用，這些作用均與ICVD的發(fā)生及進(jìn)展密切相關(guān)[1]。

PSGL-1是SELP的主要配體，其負(fù)責(zé)活性內(nèi)皮細(xì)胞上的白細(xì)胞滾動(dòng)，除SELP外，PSGL-1也可與選擇素家族的E-選擇素及L-選擇素結(jié)合。PSGL-1具有由二硫鍵鏈接的二聚體結(jié)構(gòu)，其表達(dá)于絕大部分白細(xì)胞表面，少量存在于血小板上。研究發(fā)現(xiàn)，PSGL-1在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成、血栓形成和動(dòng)脈壁改變中起關(guān)鍵作用[3]。其蛋白分子也有6個(gè)功能區(qū)，自N端開(kāi)始，依次為1個(gè)信號(hào)肽序列區(qū)、1個(gè)前肽序列區(qū)、1個(gè)黏蛋白樣功能區(qū)、16個(gè)串聯(lián)重復(fù)序列區(qū)域(每個(gè)區(qū)域含有10個(gè)氨基酸)、1個(gè)跨膜區(qū)及1個(gè)胞質(zhì)區(qū)[4]。PSGL-1具有兩個(gè)重要的特性，它們有助于PSGL-1與SELP的相互作用：①PSGL-1位于從胞體延伸出來(lái)的微絨毛頂端,這使得它更容易獲得另一個(gè)細(xì)胞的SELP；②PSGL-1本身的結(jié)構(gòu)允許配體結(jié)合區(qū)遠(yuǎn)離膜延伸。

已有許多研究證實(shí)，SELP和PSGL-1在炎癥反應(yīng)、血小板活化、動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成、脂質(zhì)代謝紊亂、腫瘤轉(zhuǎn)移及動(dòng)、靜脈血栓形成過(guò)程中起重要作用[5-8]。在ICVD早期，血小板受到刺激后迅速活化，SELP的表達(dá)量增加并迅速轉(zhuǎn)移到細(xì)胞表面，與白細(xì)胞及中性粒細(xì)胞結(jié)合形成血小板-白細(xì)胞聚集體及血小板-中性粒細(xì)胞聚集體。且內(nèi)皮細(xì)胞SELP的表達(dá)量也增加，其與白細(xì)胞表面的PSGL-1相結(jié)合，將血液中的白細(xì)胞募集到活化的內(nèi)皮上，另一方面兩者的結(jié)合也可誘發(fā)白細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)促使白細(xì)胞釋放多種炎癥因子，出現(xiàn)炎癥反應(yīng)，從而誘發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生及斑塊破裂等[9-11]。有研究表明，阻斷SELP與PSGL-1的結(jié)合對(duì)于治療先天免疫性疾病、血栓形成、癌癥及預(yù)防腦梗死可能有利[12]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，SELP或PSGL-1缺陷小鼠的組織因子積累和纖維蛋白生成均顯著減少[13-14]。因此推測(cè)，增強(qiáng)SELP和PSGL-1的相互作用可能增加血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。

2 SELP及PSGL-1的基因多態(tài)性

SELP基因位于1號(hào)染色體長(zhǎng)臂(1q21～24)，是一段長(zhǎng)50 kb的DNA序列，其包含17個(gè)外顯子和16個(gè)內(nèi)含子。SELP的基因多態(tài)性種類豐富，迄今為止已有13種基因多態(tài)性被檢測(cè)出[15]：5個(gè)位于啟動(dòng)子遠(yuǎn)端，分別為-2131C/G、-1969A/G、-1817T/C、-1576C/G、-485insT，其余8個(gè)位于編碼區(qū)(外顯子及5′非翻譯區(qū))，分別為Pro98Pro、Ser290Asn、Cys557Cys、Asn562Asp、Asn563Asp、Leu599Val、Thr715Pro、Thr741Thr。多種細(xì)胞因子、炎癥因子、氧自由基等可調(diào)節(jié)SELP基因的轉(zhuǎn)錄及翻譯，進(jìn)而影響SELP的表達(dá)水平。PSGL-1基因位于人類第12號(hào)染色體(12q24)，包括兩個(gè)外顯子和1個(gè)內(nèi)含子，完整的序列編碼位于外顯子2。PSGL-1基因多態(tài)性主要為M62I(Met62Ile)和VNTR(Variable Number of Tandem Repeats，VNTR)，其中PSGL-1黏蛋白樣區(qū)域中可變數(shù)目的串聯(lián)重復(fù)序列也稱為VNTR，外顯子2的長(zhǎng)度變化主要依靠VNTR。VNTR多態(tài)性可產(chǎn)生3種等位基因，命名為A、B和C，分別對(duì)應(yīng)最大16個(gè)串聯(lián)重復(fù)序列，到最小14個(gè)串聯(lián)重復(fù)序列， VNTR基因多態(tài)性被認(rèn)為與PSGL-1的功能相關(guān)。M62I位點(diǎn)位于PSGL-1和SELP結(jié)合區(qū)域的附近，目前認(rèn)為M62I多態(tài)性可能與PSGL-1和SELP的相互結(jié)合有關(guān)[4]。單體型分析顯示，除VNTR多態(tài)性外，PSGL-1水平也與M62I基因多態(tài)性獨(dú)立相關(guān)，且含有I等位基因攜帶者的PSGL-1水平顯著升高[10]。

3 SELP與PSGL-1基因多態(tài)性與ICVD的關(guān)系

ICVD是指由缺血引起的一系列腦組織病理性改變及其所致的突發(fā)神經(jīng)功能障礙。ICVD是一種多病因的疾病，遺傳、環(huán)境因素等是其致病因素[16]。而動(dòng)脈硬化是其基礎(chǔ)病變，特別是動(dòng)脈粥樣硬化[17]。動(dòng)脈粥樣硬化在腦部主要發(fā)生在大中型管徑(≥500 μm)動(dòng)脈，其斑塊可造成動(dòng)脈管腔狹窄，斑塊破裂則導(dǎo)致血管堵塞，引發(fā)嚴(yán)重臨床事件。目前關(guān)于動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，但研究表明內(nèi)皮細(xì)胞損傷、脂質(zhì)代謝紊亂、炎癥反應(yīng)、血小板激活等是其重要的病理生理基礎(chǔ)[2]。Wang等[18]在動(dòng)脈粥樣硬化動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)，缺血性腦梗死動(dòng)物血液中的SELP水平顯著升高，且斑塊內(nèi)內(nèi)皮細(xì)胞的SELP表達(dá)水平也顯著升高。Bielinski等[19]在一項(xiàng)多種族多樣本動(dòng)脈粥樣硬化的研究中發(fā)現(xiàn)，SELP水平與動(dòng)脈粥樣硬化事件發(fā)生率呈正相關(guān)，提示SELP可能與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。因此，探討SELP及PSGL-1基因多態(tài)性與動(dòng)脈粥樣硬化之間的相關(guān)性可為ICVD患者的預(yù)防提供方向及理論依據(jù)。目前，關(guān)于SELP與PSGL-1基因多態(tài)性與ICVD的相關(guān)性研究較多的為S290N、M62I、VNTR、-2131C/G、-1969A/G等。

3.1SELP基因S290N位點(diǎn)多態(tài)性與ICVD S290N位于SELP基因編碼的補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白樣功能區(qū)，其堿基突變會(huì)使原始的氨基酸組成改變，最終使絲氨酸被天冬氨酸代替。這種突變可能影響SELP的空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變SELP的血漿表達(dá)水平。S290N基因位點(diǎn)共有SS、SN、NN三種基因型[4]。Li等[20]研究表明，SELP基因S290N位點(diǎn)的SN基因型和PSGL-1基因 M62I位點(diǎn)的MM基因型會(huì)增加急性腦梗死特別是大動(dòng)脈粥樣硬化型腦梗死的風(fēng)險(xiǎn)，其原因可能為在大動(dòng)脈粥樣硬化型腦梗死形成過(guò)程中，SN基因型和MM基因型患者血小板膜及內(nèi)皮細(xì)胞膜上表達(dá)的SELP和白細(xì)胞表面表達(dá)的PSGL-1促使血小板、白細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞三者的結(jié)合更加緊密，且數(shù)量更多，進(jìn)而加速了血管內(nèi)皮附壁、炎癥細(xì)胞遷移、泡沫細(xì)胞形成、內(nèi)膜增厚等，最終加速動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的發(fā)展及破裂。而Nasibullin等[21]研究表明，S290N位點(diǎn)多態(tài)性與缺血性心臟病及腦梗死有關(guān)，這可能與其基因突變使動(dòng)脈粥樣硬化軟斑塊破裂風(fēng)險(xiǎn)明顯增加有關(guān)。Zhu等[22]研究表明，與SS基因型的攜帶者相比，SELP基因 S290N位點(diǎn)NN及SN基因型攜帶者的橈動(dòng)脈和足動(dòng)脈脈搏波速度較快，而脈沖波速度數(shù)值越大表明血管壁越僵硬，且脈搏波速度的增加是缺血性心臟病和腦梗死的可能獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，這說(shuō)明S290N位點(diǎn)與動(dòng)脈粥樣硬化及腦梗死有關(guān)。但Berger等[23]研究發(fā)現(xiàn)，SELP基因S290N位點(diǎn)與急性腦梗死的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)無(wú)相關(guān)性。李滔等[24]的研究也表明，SELP基因S290N位點(diǎn)基因型和等位基因頻率在腦梗死TOAST分型的各亞組與正常對(duì)照組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示S290N位點(diǎn)多態(tài)性不是缺血性腦卒中發(fā)病的危險(xiǎn)因素。

3.2PSGL-1基因M62I位點(diǎn)多態(tài)性與ICVD M62I是PSGL-1基因的一個(gè)位點(diǎn)，其多態(tài)性位點(diǎn)位于SELP和PSGL-1相互結(jié)合的區(qū)域附近。研究表明，M62I基因突變可影響SELP與PSGL-1的結(jié)合能力[25]。該位點(diǎn)突變可明顯影響SELP與PSGL-1的結(jié)合功能，從而影響SELP及PSGL-1的血漿水平，并最終對(duì)炎癥反應(yīng)、血栓形成、動(dòng)脈粥樣硬化等ICVD相關(guān)病理生理過(guò)程產(chǎn)生影響。M62I位點(diǎn)的基因突變包括MM、MI、Ⅱ三種基因型。文獻(xiàn)報(bào)道，M62I位點(diǎn)多態(tài)性與急性腦梗死有關(guān)，腦梗死組與健康對(duì)照組的MM、MI、Ⅱ基因型頻率及M、I等位基因頻率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這種差異在大動(dòng)脈粥樣硬化型腦梗死組表現(xiàn)更為明顯[22]。且大動(dòng)脈粥樣硬化型腦梗死組PSGL-1基因M62I位點(diǎn)MM基因型患者的血小板-白細(xì)胞聚集體水平顯著高于MI、Ⅱ基因患者[26]。這可能由于PSGL-1基因多態(tài)性在腦梗死發(fā)病機(jī)制方面起重要作用，即MM基因型攜帶者SELP與PSGL-1的結(jié)合能力增強(qiáng)，從而促進(jìn)血小板-白細(xì)胞聚集、血小板-粒細(xì)胞聚集、血管內(nèi)皮細(xì)胞附壁、泡沫細(xì)胞形成、內(nèi)膜增厚及斑塊破裂等一系列過(guò)程發(fā)生。另有研究發(fā)現(xiàn)，與正常組相比，急性腦梗死組患者的血小板-白細(xì)胞聚集體水平明顯升高[27-28]。Volcik等[9]報(bào)道了M62I與非裔美國(guó)人發(fā)生急性冠心病和缺血性腦梗死的風(fēng)險(xiǎn)降低有關(guān)，且攜帶I等位基因的PSGL-1基因型對(duì)非裔美國(guó)人缺血性腦梗死具有顯著的保護(hù)作用。但也有研究表明，I等位基因攜帶者晚期頸動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)可能增加，且此現(xiàn)象存在性別特異性，即I等位基因的女性攜帶者晚期頸動(dòng)脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)顯著升高；這種風(fēng)險(xiǎn)還具有劑量依賴性，即Ⅱ純合子患者的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)較MI雜合子患者更高[8]。這可能由于女性患者在急性刺激下通過(guò)SELP與PSGL-1結(jié)合形成血小板-中性粒細(xì)胞結(jié)合物的傾向增加，且此傾向獨(dú)立于雌激素水平。該研究還表明，Ⅱ基因型患者的C反應(yīng)蛋白水平顯著升高，這進(jìn)一步說(shuō)明了PSGL-1M62I基因多態(tài)性在炎癥方面的作用，且血小板和中性粒細(xì)胞的相互作用也會(huì)影響血栓形成和炎癥性疾病的發(fā)展，并最終對(duì)心腦血管事件產(chǎn)生影響。

3.3PSGL-1基因VNTR位點(diǎn)多態(tài)性與ICVD PSGL-1基因中最常被研究的遺傳變異是影響SELP與PSGL-1和白細(xì)胞-血小板相互作用的VNTR。VNTR屬于DNA重復(fù)序列多態(tài)性的一種，此位點(diǎn)對(duì)應(yīng)三個(gè)等位基因(A、B和C)，其中A等位基因有16個(gè)重復(fù)序列，B等位基因有15個(gè)，C等位基因有14個(gè)。且VNTR有6種基因型：AA型、AB型、AC型、BC型、BB型和CC型，其重復(fù)序列不同可能與PSGL-1功能有關(guān)。研究表明，PSGL-1基因VNTR位點(diǎn)多態(tài)性導(dǎo)致配體蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生相應(yīng)改變，其中B和C等位基因的攜帶者中性粒細(xì)胞和血小板的結(jié)合能力明顯下降[29]，即短的PSGL-1等位基因可使腦血管疾病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)降低，表明B和C等位基因?qū)θ毖阅X血管病可能有一定的保護(hù)作用。但Liu等[30]的Meta分析顯示，VNTR的B等位基因與缺血性腦梗死的風(fēng)險(xiǎn)升高相關(guān)。且不同種族、地區(qū)間VNTR基因型的分布存在明顯差異，Bugert等[31]對(duì)5 071位德國(guó)人進(jìn)行了PSGL-1基因VNTR位點(diǎn)多態(tài)性分型，結(jié)果顯示AA型、BB型、CC型、AB型、AC型及BC型的分布頻率分別為66.7%、2.6%、0.05%、28.3%、2.1% 及0.3%，其中A、B、C等位基因的分布頻率分別為81.9%、16.9%和1.2%。Hancer等[32]研究統(tǒng)計(jì)了141位白種人的VNTR位點(diǎn)多態(tài)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)A、B、C等位基因的分布頻率分別為81%、17%和2%。這提示，遺傳背景的不同或許是不同人種間ICVD易感性存在差異的一個(gè)原因。另有研究表明，VNTR位點(diǎn)多態(tài)性在免疫性、炎癥性疾病的相關(guān)血栓形成方面也扮演重要角色，如貝赫切特綜合征[33]、抗磷脂抗體綜合征[34]等，這可能與VNTR位點(diǎn)多態(tài)性影響PSGL-1與SELP相互結(jié)合區(qū)的蛋白質(zhì)長(zhǎng)度，并最終影響血栓形成有關(guān)。

3.4其他 除上述基因位點(diǎn)多態(tài)性外，SELP和PSGL-1基因多態(tài)性與ICVD的關(guān)系研究得較多的還有-2131C/G、-1969A/G、-1817T/C、Thr715Pro、5′非翻譯區(qū)。據(jù)報(bào)道，Thr715Pro位點(diǎn)基因突變與白人及美裔黑人發(fā)生腦梗死無(wú)關(guān)，但可能與他們的血液SELP水平相關(guān)[9]。Wei等[35]對(duì)305例缺血性腦梗死患者及280例健康對(duì)照者進(jìn)行基因測(cè)序發(fā)現(xiàn)，SELP基因-2131C/G、-1969A/G、Thr715Pro等位點(diǎn)多態(tài)性與缺血性腦梗死之間不存在聯(lián)系。但Ferrari等[36]的研究表明，SELP基因Thr715Pro多態(tài)性與腦梗死發(fā)病率具有相關(guān)性。

4 小 結(jié)

SELP及PSGL-1參與了ICVD的發(fā)生及發(fā)展，兩者結(jié)合可影響血小板、內(nèi)皮細(xì)胞、白細(xì)胞三者之間的相互作用，從而誘發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化及ICVD。且SELP與PSGL-1基因多態(tài)性參與調(diào)節(jié)各自蛋白質(zhì)表達(dá)水平及兩者相互結(jié)合能力的強(qiáng)弱，間接對(duì)ICVD產(chǎn)生影響，SELP基因S290N位點(diǎn)多態(tài)性可調(diào)節(jié)SELP的空間構(gòu)型，進(jìn)而影響SELP的功能；PSGL-1基因M62I位點(diǎn)及VNTR位點(diǎn)位于SELP及PSGL-1的結(jié)合區(qū)域，因此M62I及VNTR位點(diǎn)多態(tài)性影響SELP及PSGL-1的結(jié)合；動(dòng)脈粥樣硬化及ICVD的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)與SELP及PSGL-1基因多態(tài)性相關(guān)，但其具體機(jī)制尚未完全闡明。未來(lái)，應(yīng)對(duì)SELP及PSGL-1基因多態(tài)性與動(dòng)脈粥樣硬化及ICVD之間的關(guān)系進(jìn)行深入研究，以為ICVD的發(fā)病機(jī)制、疾病進(jìn)展及疾病預(yù)防提供新方向。