牙齦卟啉單胞菌Gingipains對(duì)宿主細(xì)胞外膜蛋白的作用

張秀森，劉怡文，孔金玉，郭藝博，孫玲云，褚洛頤，原 翔,2，高社干,2，侯旭榮

牙周炎是一種由革蘭氏陰性菌引起的慢性口腔炎癥性疾病，疾病表現(xiàn)為牙齦出血、牙齦組織和牙槽骨嚴(yán)重發(fā)炎，最后導(dǎo)致牙齒脫落。此外，感染牙周炎還會(huì)增加類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、動(dòng)脈粥樣硬化、癌癥和早產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，從而影響全身健康。普遍認(rèn)為，牙齦卟啉單胞菌(Porphyromonasgingivalis,Pg)是革蘭氏陰性專性厭氧的產(chǎn)黑色素桿菌，是引起牙周炎的主要病原體，它利用半胱氨酸蛋白酶Gingipains作為其主要毒力因子[1]。Gingipains包括兩種具有嚴(yán)格精氨酸(Arg)或賴氨酸(Lys)特異性的相關(guān)蛋白酶：精氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶(arginine-specific cysteine proteinase,Rgp)，以RgpA和RgpB兩種形式存在，分別由RgpA和RgpB基因編碼；賴氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶(lysine-specific cysteine proteinase,Kgp)，由Kgp基因編碼[2-3]。RgpA基因編碼的蛋白質(zhì)由N末端前肽體，相對(duì)分子質(zhì)量4.5×104的精氨酸特異性鈣穩(wěn)定性的RgpA催化結(jié)構(gòu)域和4個(gè)序列相關(guān)性的黏附結(jié)構(gòu)域RgpAA1、RgpAA2、RgpAA3和RgpAA4組成。RgpB基因編碼的RgpB蛋白由N末端前肽區(qū)和催化結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，無C末端黏附結(jié)構(gòu)域。Kgp基因編碼的蛋白質(zhì)由N末端前肽體，相對(duì)分子質(zhì)量4.8×104的賴氨酸特異性Kgp催化結(jié)構(gòu)域和5個(gè)C末端黏附結(jié)構(gòu)域KgpA1、KgpA2、KgpA3、KgpA4和KgpA5組成。RgpA和RgpB之間的主要區(qū)別在于前者形成了一個(gè)大型非共價(jià)的催化和血凝素/黏附(hemagglutinin/adhesion,HA)結(jié)構(gòu)域，有時(shí)被稱為HRgpA。RgpB是一種單鏈蛋白，其氨基酸序列與RgpA催化結(jié)構(gòu)域幾乎相同。Kgp也含有HA結(jié)構(gòu)域，它與HRgpA相關(guān)結(jié)構(gòu)域相互作用，形成一種非常有效的蛋白水解復(fù)合物，稱為HRgpA-Kgp。因此，Gingipains對(duì)牙周的細(xì)菌存活和感染的病理結(jié)果都很重要。Gingipains是Pg黏附系統(tǒng)的一部分，該系統(tǒng)介導(dǎo)其黏附到口腔表面，負(fù)責(zé)獲取生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及免疫逃避。此外，Gingipains可以通過降解補(bǔ)體成分和免疫受體，以及通過滅活或激活各種細(xì)胞因子來破壞宿主的免疫反應(yīng)。此外，Gingipains還能降解宿主細(xì)胞表面的蛋白，從而導(dǎo)致細(xì)胞脫落和失巢凋亡[1,4]。

Gingipains切割宿主細(xì)胞表面蛋白和釋放膜蛋白可溶結(jié)構(gòu)域的能力形成了Gingipains可以作為脫落酶的觀點(diǎn)[5-6]，也可作用于其他細(xì)菌[7]。胞外結(jié)構(gòu)域脫落是通過金屬蛋白酶TACE(TNF-α轉(zhuǎn)換酶，也稱為ADAM17)生成可溶性腫瘤壞死因子-α(TNF-α)[8]。一般來說，所有的脫落酶都能將膜錨定蛋白的全部胞外結(jié)構(gòu)域切割得非常接近膜(多達(dá)20個(gè)氨基酸殘基)，導(dǎo)致可溶性胞外域釋放到細(xì)胞外環(huán)境中，后者可能具有新的生物學(xué)作用。這最初被證明是來自ADAM(一種去整合素和金屬蛋白酶域)和基質(zhì)蛋白酶MMP家族的金屬蛋白酶[9]，但后來也被證明可以是其他類型的金屬蛋白酶，包括絲氨酸蛋白酶，如組織蛋白酶G和中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶和半胱氨酸組織蛋白酶[10-11]。

由于蛋白酶信號(hào)是通過降解后其底物功能的調(diào)節(jié)來介導(dǎo)的[12]，因此本文重點(diǎn)研究牙周炎中Gingipains介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)。雖然降解是一種簡(jiǎn)單的方式，通常只會(huì)導(dǎo)致底物功能的喪失，但有限的處理(如膜錨定蛋白脫落的情況下)是一種更復(fù)雜的方法，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)改變，這可能與宿主防御系統(tǒng)的顛覆有關(guān)。因此，細(xì)菌分泌的Gingipains是否主要降解其膜錨定的底物，是僅在一個(gè)位點(diǎn)或很少的位點(diǎn)降解它們，還是通過兩種過程的組合來起作用，可能取決于疾病所處的階段。但是，對(duì)Gingipains的生物學(xué)降解模式進(jìn)行詳細(xì)分析并不容易，因?yàn)榇蠖鄶?shù)研究都是在受控條件下體外進(jìn)行的，通常也與外源添加的Gingipains一起進(jìn)行。

1 Gingipains底物

Gingipains可以從不同細(xì)胞膜分離出3種蛋白質(zhì)：免疫調(diào)節(jié)蛋白、黏附蛋白和信號(hào)蛋白。這與Gingipains蛋白酶的水解活性相一致，該活性負(fù)責(zé)Pg的免疫逃逸、宿主細(xì)胞的脫離和隨后的組織降解以及對(duì)牙齦細(xì)胞中眾多信號(hào)通路的調(diào)節(jié)[4]。

2 免疫調(diào)節(jié)蛋白

Gingipains針對(duì)的是細(xì)菌感染免疫反應(yīng)不同途徑中的許多蛋白質(zhì)。這些分子參與對(duì)入侵者的天然免疫即時(shí)反應(yīng)或參與適應(yīng)性免疫，甚至介導(dǎo)免疫兩個(gè)分支之間的相互作用?？傊?，它們負(fù)責(zé)從體內(nèi)有效地清除細(xì)菌。在這些蛋白質(zhì)中，免疫調(diào)節(jié)蛋白是在Pg感染過程中被鑒定出的已知Gingipains宿主細(xì)胞表面底物中最大的一組。這些免疫調(diào)節(jié)膜蛋白包括非自身分子的受體，如髓系細(xì)胞觸發(fā)受體-1(triggering receptor expressed on myeloid cells,TREM-1)和脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)受體CD14，保護(hù)細(xì)胞不被巨噬細(xì)胞吞噬的受體或信號(hào)，如CD31、T細(xì)胞受體CD2、CD4和CD8，以及免疫反應(yīng)激活產(chǎn)生的分子的受體，如補(bǔ)體成分(如CD46補(bǔ)體抑制劑)和細(xì)胞因子(IL6-R、TNF-α和CD27)。大量的膜免疫調(diào)節(jié)分子被Gingipains靶向、降解或脫落，進(jìn)一步表明Gingipains的主要任務(wù)是幫助Pg逃避宿主免疫系統(tǒng)。

相當(dāng)多的底物是先天免疫的一部分，或者至少與之緊密相連。TREM-1是巨噬細(xì)胞和多形核中性細(xì)胞(polymorphonuclear neutrophils，PMNs)表達(dá)的細(xì)胞表面受體。它在宿主細(xì)胞識(shí)別細(xì)菌后被激活，導(dǎo)致細(xì)胞因子的產(chǎn)生和炎癥作用增強(qiáng)。當(dāng)分離的PMNs用Pg處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)Rgp是導(dǎo)致TREM-1從表面脫落的原因，而Kgp被證明可在條件培養(yǎng)基中緩慢降解可溶的TREM-1分子[13]。盡管如此，可溶性TREM-1在細(xì)胞液中穩(wěn)定存在一段時(shí)間，可能調(diào)節(jié)炎癥程度[14]，提示其降解可能與生理相關(guān)。對(duì)于CD14、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞上的LPS受體，卻不盡相同。據(jù)說，血凝素/黏附結(jié)構(gòu)域有助于提高Gingipains對(duì)CD14的蛋白水解活性。因此，具有這些結(jié)構(gòu)域的Kgp和HRgpA對(duì)CD14的降解效率更高，隨后釋放的CD14被Gingipains完全降解，沒有任何生物活性[15-16]。這與Gingipains作為一種病理生理學(xué)相關(guān)途徑而使CD14脫落是相反的，特別是CD14一旦從細(xì)胞表面釋放出來，就沒有了生物學(xué)功能，因此無論是完全降解還是功能喪失都無關(guān)緊要，這是CD14在細(xì)胞膜上降解的結(jié)果。在這兩種情況下，CD14的功能喪失都會(huì)導(dǎo)致慢性炎癥，這對(duì)牙齦組織中的嗜炎性細(xì)菌是有利的[17]。

補(bǔ)體系統(tǒng)是先天免疫的另一個(gè)重要部分，也是身體中非常強(qiáng)大的病原體檢測(cè)器，它是Gingipains的靶點(diǎn)。在膜補(bǔ)體蛋白中，CD46和C5aR為Gingipains的底物。CD46是一種補(bǔ)體抑制劑，廣泛表達(dá)在宿主細(xì)胞上，是補(bǔ)體系統(tǒng)的“不認(rèn)識(shí)我”信號(hào)。Pg最初從上皮細(xì)胞表面降解出CD46，但經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間孵育后，檢測(cè)不出可溶性CD46[18]。Pg可能與其表面降解的碎片結(jié)合，保護(hù)其自身免受補(bǔ)體攻擊。然而，在較高的濃度和較長(zhǎng)的暴露時(shí)間下，觀察到該分子完全降解，這表明Gingipains介導(dǎo)的CD46降解是存在時(shí)間和濃度依賴的。此外，在體內(nèi)，Gingipains引起的CD46對(duì)上皮細(xì)胞的降解甚至可能導(dǎo)致補(bǔ)體介導(dǎo)的牙齦上皮損傷，從而有利于細(xì)菌侵入牙齦組織。

另一種補(bǔ)體受體是C5a受體(complement component 5a receptor,C5aR)，它由Gingipains蛋白水解處理。C5aR與補(bǔ)體激活后釋放的一種強(qiáng)有力的趨化劑C5a結(jié)合，導(dǎo)致PMNs激活，隨后將炎癥和細(xì)菌從系統(tǒng)中清除。Kgp對(duì)PMNs表面C5aR的N-末端區(qū)域的消化作用最強(qiáng)。盡管有這種降解，C5aR仍可以結(jié)合C5a。另一方面，Rgp在降解C5aR方面效率不高，可能是因?yàn)檫B接C5aR胞外區(qū)和跨膜片段上沒有暴露的Arg殘基。當(dāng)所有Gingipains都存在時(shí)，它們會(huì)協(xié)同作用，降解C5aR。一個(gè)合理的解釋是，Kgp首先將受體從細(xì)胞膜上脫落，然后在后者上發(fā)生構(gòu)象變化，導(dǎo)致Arg殘基暴露在細(xì)胞表面，從而使其最終被Rgp降解[19]。因?yàn)閰⑴c的Toll樣受體與C5aR之間存在交互作用，Kgp對(duì)C5aR蛋白水解失活似乎適得其反，導(dǎo)致吞噬細(xì)胞失去殺菌活性[20]。然而，在體內(nèi)，C5aR的失活及其隨后的降解，可能在某種程度上協(xié)同Pg阻止免疫細(xì)胞的正面攻擊，促進(jìn)其在發(fā)炎的牙周組織的惡劣環(huán)境中成長(zhǎng)。

另一組Gingipains的靶點(diǎn)是巨噬細(xì)胞上的受體，因?yàn)楹笳咴谇宄腥净蚋淖兊乃拗骷?xì)胞方面起著重要作用，這些蛋白的脫落可能會(huì)對(duì)巨噬細(xì)胞的功能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。一種是表達(dá)在PMNs上的CD31。它與巨噬細(xì)胞的同型相互作用決定了PMNs的命運(yùn)。存活的細(xì)胞在相互作用后立即分離，而凋亡的細(xì)胞仍然附著在巨噬細(xì)胞上，并經(jīng)歷吞噬作用。Rgp可以通過巨噬細(xì)胞將CD31識(shí)別為“吃我”信號(hào)，保持附著在完全健康的PMNs上并吞噬它。這可能不僅是Pg用來逃避PMNs清除的另一種方式[21]，而且是其危害和劫持先天免疫力的整體過程的一部分，這有益于牙齦細(xì)菌菌落的生長(zhǎng)。

獲得性免疫是宿主抵御病原體的一種防御機(jī)制，是在先天免疫之后觸發(fā)的。由于Gingipains的主要任務(wù)是免疫顛覆和逃避，所以Gingipains可以損害包括T細(xì)胞在內(nèi)的免疫細(xì)胞反應(yīng)。T細(xì)胞受體(T cell receptor,TCR)的輔助受體CD4和CD8都被證明是Gingipains的底物。據(jù)報(bào)道，用Pg生長(zhǎng)的培養(yǎng)基處理細(xì)胞后，HRgpA中CD4和CD8的含量呈濃度依賴性下降[22]。CD2是一種單鏈糖蛋白，是另一種可以被Rgp和Kgp切割的T細(xì)胞受體，因?yàn)樗袔讉€(gè)Lys和Arg殘基[23]。然而，沒有關(guān)于這些蛋白質(zhì)的降解結(jié)構(gòu)域或蛋白水解片段在降解后的信息。

細(xì)胞因子是對(duì)病原體免疫反應(yīng)的另一個(gè)重要部分，它們?cè)诩?xì)胞之間傳遞信號(hào)。因此，Gingipains作為Pg的主要毒力因子，具有降解和滅活細(xì)胞因子及其受體的能力。白細(xì)胞介素6受體(IL-6R)是Gingipains蛋白水解活性的靶點(diǎn)之一。目前尚不清楚是否會(huì)發(fā)生脫落和隨后的降解，或者Gingipains會(huì)直接降解膜上的IL-6R，但無論如何，受體的結(jié)合能力都會(huì)喪失[24]。CD27是CD70細(xì)胞因子的T細(xì)胞受體，對(duì)T細(xì)胞活化非常重要。用Gingipains處理T細(xì)胞后，培養(yǎng)上清液中可溶性CD27大量積聚。在Gingipains中，HRgpA對(duì)CD27的脫落作用最強(qiáng)，其次是Kgp。然而，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的處理后，可溶性形式被完全降解[25]。腫瘤壞死因子-α也被稱為Gingipains底物。HRgpA使膜形式的TNF-α從巨噬細(xì)胞表面脫落，而RgpB在降解新形成的可溶性TNF-α方面更為有效。因此，降解片段不會(huì)在培養(yǎng)基中積累，并失去TNF-α活性。另外，據(jù)推測(cè)，Gingipains至少部分降解了TNF受體(TNFR)。TNFR-Ⅱ和TNFR-Ⅱ也都含有大量的Arg-和Lys-殘基，它們是Gingipains的潛在切割位點(diǎn)。這種降解與TNF-α蛋白水解一起會(huì)導(dǎo)致原始TNF-α與細(xì)胞之間的通訊和相互作用受損，從而導(dǎo)致宿主反應(yīng)減弱[26]。

3 黏附蛋白

黏附蛋白構(gòu)成了Gingipains的另一組膜錨定底物。其中最重要的是鈣黏蛋白、整合素和細(xì)胞黏附分子(cell adhesion molecules,CAMs)。由于黏附蛋白在建立細(xì)胞與細(xì)胞的接觸中起著重要作用，因此通過切割黏附蛋白，Gingipains很可能通過分解黏附蛋白使細(xì)胞與周圍環(huán)境分離，從而誘導(dǎo)失巢凋亡，這是細(xì)胞程序性死亡的一種特殊形式[4,27]。

鈣黏蛋白是鈣依賴性黏附蛋白，對(duì)細(xì)胞—細(xì)胞連接很重要。上皮細(xì)胞上的N-鈣黏蛋白僅被HRgpA和Kgp切割(但不被RgpB切割)成幾個(gè)較短的片段。另一方面，VE-鈣黏蛋白被所有Gingipains切割，其中HRgpA起主要作用[28-29]。E-鈣黏蛋白與閉合蛋白對(duì)細(xì)胞—細(xì)胞和細(xì)胞—細(xì)胞外基質(zhì)的黏附以及上皮細(xì)胞的細(xì)胞極性起重要作用，并且這兩種蛋白質(zhì)都是Gingipains的靶點(diǎn)。Kgp被認(rèn)為是上皮E-鈣黏蛋白降解的最大貢獻(xiàn)者，而閉合蛋白則被所有Gingipains降解[30]。在所有這些例子中，鈣黏蛋白都被完全降解，這肯定會(huì)對(duì)牙齦或牙齦溝上皮的完整性產(chǎn)生不利影響，促進(jìn)細(xì)菌及其有害產(chǎn)物擴(kuò)散到牙齦和牙周組織中。然而，E-鈣黏蛋白被發(fā)現(xiàn)可由幽門螺桿菌HtrA1蛋白酶分泌，這可能與細(xì)菌感染有關(guān)[7,31]。

Gingipains靶向的下一組黏附分子是整合素，整合素是一種通過細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域?qū)⒓?xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)與周圍細(xì)胞連接起來的蛋白質(zhì)。HRgpA主要降解β-1整合素亞基，而Rgp主要降解整合素α2和β3[32-33]。細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)之間的這些連接被發(fā)現(xiàn)是通過失巢凋亡觸發(fā)細(xì)胞死亡的，這也是組織破壞的一個(gè)原因。此外，細(xì)胞外基質(zhì)本身可以被Gingipains蛋白水解處理。不同的成分有不同的Gingipains降解傾向。例如，通過用Gingipains處理，可以使纖維連接蛋白大量降解，從而阻止纖維連接蛋白與纖維連接蛋白受體α5β1整合素的結(jié)合[33-34]。然而，關(guān)于ECM的主要成分之——Ⅰ型膠原，作為Gingipains的潛在靶點(diǎn)，有相互矛盾的信息。雖然有幾份報(bào)道描述了Gingipains能降解它，但也有其他報(bào)道的相反說法[35]。然而，隨后對(duì)分離的Ⅰ型膠原進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)證明，與Kgp形成的復(fù)合物中的HRgpA實(shí)際上可以降解Ⅰ型膠原[36-37]。然而，應(yīng)該注意的是，這些實(shí)驗(yàn)是在體外用純化的Gingipains和重組或分離的膠原蛋白進(jìn)行的，不一定保留底物的天然三螺旋結(jié)構(gòu)。

此外，Gingipains還通過Gingipains依賴的其他因子的激活，間接參與細(xì)胞外基質(zhì)的降解，進(jìn)而刺激其他細(xì)胞外基質(zhì)降解蛋白酶，如基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMPs)。其中一種因子是細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)物(extracellular matrix metalloproteinase Inducer,EMMPRIN)，它表達(dá)在上皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞表面，它的膜結(jié)合形式和可溶性形式都能與成纖維細(xì)胞相互作用，誘導(dǎo)MMPs的分泌。Feldman等[6]證明，Pg處理上皮細(xì)胞系會(huì)導(dǎo)致EMMPRIN脫落。可溶性EMMPRIN是穩(wěn)定的，并且沒有進(jìn)行進(jìn)一步的蛋白水解。但是，可溶性EMMPRIN從細(xì)胞表面釋放的任何病理生理學(xué)過程均不清楚。

Pg盡管通常在口腔中發(fā)現(xiàn)，但在牙齦出血時(shí)可以進(jìn)入血液，然后播散并引發(fā)新的炎癥。因此，Gingipains可以蛋白水解處理內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子也就不足為奇了。其中內(nèi)皮黏附分子起主要作用的一個(gè)非常重要的事件是白細(xì)胞從血液中遷移到炎癥組織中。這是通過內(nèi)皮細(xì)胞和遷移的白細(xì)胞之間的一系列黏附事件發(fā)生的。其中，ICAM-1、VCAM-1和PECAM-1在這些步驟中非常重要。內(nèi)皮細(xì)胞上的血小板內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子-1(platelet endothelial cell adhesion molecule-1,PECAM-1)對(duì)Gingipains的降解具有時(shí)間和劑量依賴性。因此，可以得出結(jié)論，Gingipains直接降解內(nèi)皮細(xì)胞表面的PECAM-1[38]。參與白細(xì)胞跨血管遷移的內(nèi)皮細(xì)胞表面蛋白CD99也顯示了同樣的結(jié)果，它被認(rèn)為在同型細(xì)胞黏附中起重要作用[39]。細(xì)胞內(nèi)黏附分子-1(intracellular adhesion molecule-1,ICAM-1)表達(dá)在多種細(xì)胞上，包括內(nèi)皮細(xì)胞和牙齦上皮細(xì)胞，感染開始時(shí)，Gingipains會(huì)直接降解ICAM-1[40-41]?？傊?，CAMs是Gingipains非常重要的目標(biāo)，因?yàn)槠浣到鈺?huì)阻礙白細(xì)胞流入炎癥和感染部位，從而阻止細(xì)菌的有效清除。

4 細(xì)胞信號(hào)蛋白

Gingipains的另一個(gè)作用是干擾宿主信號(hào)傳導(dǎo)途徑。通過這些方法，Gingipains破壞了局部信號(hào)，并使它失去功能，無法起到保護(hù)作用和清除細(xì)菌的作用。其中最知名的Gingipains底物是生長(zhǎng)因子受體，例如多聚體蛋白聚糖(syndecan-1)、凝血途徑成分和蛋白酶激活受體(protease-activated receptors,PARs)。

Syndecan-1是細(xì)胞表面蛋白多糖，是多種生長(zhǎng)因子和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的共同受體。當(dāng)降解時(shí)，胞外區(qū)域可以起到炎癥調(diào)節(jié)的作用。Andrian等[5]證明了用Pg上清處理牙齦上皮細(xì)胞增加了培養(yǎng)基中可溶性sycndecan-1的量。此外，釋放的完整胞外域可能有助于解除先天防御機(jī)制的武裝，從而促進(jìn)Pg逃避免疫清除[42]。

Gingipains干擾的另一個(gè)信號(hào)傳導(dǎo)途徑是凝血途徑。盡管Gingipains干擾該途徑的幾個(gè)成分，但血栓調(diào)節(jié)蛋白是唯一的膜錨定靶點(diǎn)。血栓調(diào)節(jié)蛋白是一種內(nèi)皮表面糖蛋白，結(jié)合凝血酶，然后進(jìn)一步調(diào)節(jié)凝血抑制作用。Gingipains從內(nèi)皮細(xì)胞系表面脫落血栓調(diào)節(jié)蛋白，但釋放的可溶性蛋白不具備進(jìn)一步調(diào)節(jié)凝血途徑的能力，并且可能被降解[43]，這可能會(huì)加重感染Pg的牙周炎部位的出血傾向。

PARs是一組膜G蛋白偶聯(lián)受體，在其N端被宿主蛋白酶進(jìn)行蛋白水解切割后，進(jìn)行信號(hào)傳導(dǎo)。但是，Gingipains也具有降解和激活PARs的能力。目前已知有4種PARs，即PAR-1、PAR-2、PAR-3和PAR-4，它們都曾被報(bào)道為Gingipains底物。Gingipains可以激活血小板表達(dá)PAR-1、低表達(dá)PAR-4，其中HRgpA最有效，其次是RgpB[44]。在上皮細(xì)胞上，可以找到PAR-1、PAR-2和PAR-3。具有Arg特異性的RgpB可以激活PAR-1和PAR-2，但對(duì)PAR-3沒有影響。后者在降解位點(diǎn)含有Lys殘基，因此只能被Kgp激活，但未被證實(shí)[45]。Gingipains激活的PARs既不脫落也不降解，它僅僅在特定切割位點(diǎn)使有限的蛋白水解，可導(dǎo)致信號(hào)傳導(dǎo)途徑被激活，并可能導(dǎo)致血小板激活及其聚集或誘導(dǎo)不同的白介素。所有這些都會(huì)導(dǎo)致宿主細(xì)胞免疫系統(tǒng)紊亂以及細(xì)菌清除不成功。在這種情況下，PARs在牙周組織的穩(wěn)態(tài)中起著非常關(guān)鍵的作用[46]，而且PAR-2對(duì)于牙周炎的發(fā)病機(jī)制至關(guān)重要[47]。

5 結(jié)論

Gingipains因其蛋白水解活性而起到逃避或調(diào)節(jié)宿主免疫防御的作用。為了闡明Gingipains切割靶點(diǎn)的機(jī)制，本文討論了Gingipains的3組不同的靶點(diǎn)膜蛋白。所有Gingipains底物的降解/加工都是相互協(xié)同的，其目的都是幫助Pg在宿主口腔中生存。因此，Gingipains的主要功能是誘導(dǎo)宿主蛋白的功能喪失。至于蛋白質(zhì)是通過一次裂解失活，還是額外加工，甚至隨著時(shí)間的推移而降解，似乎與疾病進(jìn)展有關(guān)。在早期階段，Pg在口腔中的數(shù)量很少，而Gingipains的濃度較低，因此只在一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)靶點(diǎn)降解底物。后來隨著Gingipains濃度增高，并主要降解細(xì)胞膜靶點(diǎn)，從而接管了許多宿主免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)和信號(hào)傳導(dǎo)途徑，逃避和破壞了免疫系統(tǒng)，最終導(dǎo)致組織破壞。

(致謝：感謝孫蔚、梁嘉等人提供的幫助！)