平足蛋白參與炎癥反應(yīng)的研究進(jìn)展

劉詩謠 趙益明

蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院止血與血栓實驗室、江蘇省血液研究所（江蘇蘇州 215000）

炎癥是身體受有害刺激和組織損傷引起的反應(yīng)，炎癥產(chǎn)生后將引起機(jī)體內(nèi)的細(xì)胞變化和免疫反應(yīng)，導(dǎo)致受損組織修復(fù)和受損組織部位的細(xì)胞增殖［1］。國內(nèi)外研究的報道中已發(fā)現(xiàn)，平足蛋白（podoplanin，PDPN）在炎癥發(fā)生發(fā)展時期通過表達(dá)上調(diào)于炎癥相關(guān)細(xì)胞或組織細(xì)胞，影響其細(xì)胞因子的表達(dá)以及細(xì)胞的增殖、侵襲、遷移以及成熟等重要功能，從而對炎癥性疾病進(jìn)行調(diào)控。靜脈血栓的形成與炎癥密切相關(guān)，而PDPN 在炎癥驅(qū)動血栓的形成過程中起到了一定的作用，有研究證明［2］PDPN 與CLEC-2 的相互作用是下腔靜脈狹窄導(dǎo)致的血栓形成的關(guān)鍵因素。平足蛋白是由一個高度糖基化N 端的胞外區(qū)、一個單跨膜區(qū)和一個短的胞內(nèi)區(qū)組成的跨膜受體糖蛋白，一般通過蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用來發(fā)揮其功能［3］，在PDPN的胞外域CLEC-2 是其唯一的內(nèi)源性配體，血小板CLEC-2 與PDPN 的結(jié)合能夠活化血小板，使其發(fā)揮處止血以外的多重作用，如促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的遷移、侵襲以及發(fā)揮炎癥調(diào)控作用［4］?，F(xiàn)如今隨著研究的深入，PDPN-CLEC-2 軸在炎癥和血栓形成中的作用顯著凸顯，但對于已有的相關(guān)綜述來看，大部分都集中于討論和闡述PDPN 與腫瘤相互作用的機(jī)制和研究概況，而描述PDPN 與炎癥的相關(guān)綜述較少。因此，描述PDPN 與炎癥的相互作以及歸納總結(jié)已有的研究進(jìn)展對于今后的炎癥疾病治療有著一定的借鑒意義、能提供新的治療思路以及對發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的生物制劑提供有效的策略。

1 PDPN 與炎癥相關(guān)細(xì)胞

當(dāng)機(jī)體受到感染或組織受損時，首先觸發(fā)先天性免疫系統(tǒng)引起急性炎癥的發(fā)生，由駐留在組織周圍的巨噬細(xì)胞和肥大細(xì)胞對刺激進(jìn)行識別，并產(chǎn)生炎癥介質(zhì)引起血漿蛋白和白細(xì)胞的滲出，當(dāng)有害刺激消除后，再由巨噬細(xì)胞介導(dǎo)分解和修復(fù)［5］。有研究證明，當(dāng)產(chǎn)生炎癥時PDPN 能夠?qū)ECs、成纖維細(xì)胞樣網(wǎng)狀細(xì)胞［6］、CD4+效應(yīng)T 細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞產(chǎn)生調(diào)控作用［7］，從而通過調(diào)控效應(yīng)參與炎癥的進(jìn)展。下面將敘述常見的炎癥相關(guān)細(xì)胞上PDPN 的表達(dá)以及作用機(jī)制等。

1.1 PDPN 與T 細(xì)胞當(dāng)機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生炎癥時，PDPN 在炎癥相關(guān)細(xì)胞上表達(dá)上調(diào)，如T 細(xì)胞亞群和巨噬細(xì)胞。有研究發(fā)現(xiàn)［8］，在慢性炎癥和自身免疫性疾病中PDPN 優(yōu)先表達(dá)于分化的輔助性T細(xì)胞，尤其是產(chǎn)生白細(xì)胞介素-17 的輔助T 細(xì)胞（17-producinghelper T cell，Th17），Th17 細(xì)胞通過產(chǎn)生IL-17A 和IL-17F 發(fā)揮致病作用，例如自發(fā)性SKG 關(guān)節(jié)炎、自身免疫性腦脊髓炎和炎癥性腸病小鼠模型的炎癥組織中均在Th17 細(xì)胞上發(fā)現(xiàn)有PDPN 的表達(dá)，小鼠SKG 關(guān)節(jié)炎模型中的炎癥組織里，PDPN 陽性的Th17 細(xì)胞通過浸潤和分泌IL-17A 進(jìn)行軟骨和骨破壞。

但也有研究發(fā)現(xiàn)，在人PDPN 表達(dá)陽性的Th17 細(xì)胞中沒有分泌IL-17 的特性，而是高表達(dá)非致病性Th17 細(xì)胞基因，包括：IL-10、IL-9、lkzf3、Ahr等，此外在一些促炎條件下，發(fā)現(xiàn)了隨著PDPN 的表達(dá)減少而IL-17 表達(dá)增加，Th17 細(xì)胞向致病性表型分化，在以上與小鼠相反的實驗結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，人PDPN 陽性的Th17 細(xì)胞對炎癥有保護(hù)作用，而不是促進(jìn)作用。

1.2 PDPN 與巨噬細(xì)胞PDPN 在巨噬細(xì)胞上的表達(dá)最早發(fā)現(xiàn)于脾臟紅髓的F4/80+巨噬細(xì)胞中，這些表達(dá)PDPN 的巨噬細(xì)胞在系統(tǒng)酵母多糖治療后的小鼠中表現(xiàn)出明顯的吞噬潛力增強(qiáng)和數(shù)量的增多，在骨髓來源的巨噬細(xì)胞和組織駐留的巨噬細(xì)胞在中沒有檢測到PDPN 的表達(dá)，只有當(dāng)受到炎癥相關(guān)因子刺激后PDPN 在骨髓來源的巨噬細(xì)胞上表達(dá)上調(diào)，如脂多糖、Toll 樣受體激動劑和腫瘤壞死因子等［9］。

PDPN 能夠通過影響巨噬細(xì)胞的功能來參與炎癥的進(jìn)展，如：極化、移動和運(yùn)動性等，巨噬細(xì)胞在炎癥過程中會獲得不同的功能表型，通常稱為經(jīng)典激活的巨噬細(xì)胞（M1 型巨噬細(xì)胞）和交替激活的巨噬細(xì)胞（M2 型巨噬細(xì)胞），F(xiàn)EI 等［10］報道在創(chuàng)傷性腦損傷后的神經(jīng)炎癥組織中發(fā)現(xiàn)PDPN 的表達(dá)與小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞的激活和表型相關(guān)，在體外用血紅蛋白作為炎癥刺激處理后，敲低PDPN 會減少M(fèi)1 型小膠質(zhì)細(xì)胞的比例，增加M2 型細(xì)胞的比例，同時減少IL-1β 和TNF-α 的分泌，增加IL-10和TGF-β 的分泌，證明了PDPN 會影響巨噬細(xì)胞的炎癥表型。此外，PDPN 與CLEC-2 的相互作用誘導(dǎo)了肌動蛋白細(xì)胞骨架重組，增加PDPN 與ERM蛋白和CD44 的相互作用，促進(jìn)巨噬細(xì)胞遷移，CHEOK等［9］提出，在幽門螺桿菌感染過程中，PDPN通過調(diào)節(jié)肌動蛋白交聯(lián)蛋白家族的成員細(xì)絲蛋白C，穩(wěn)定并連接肌動蛋白網(wǎng)絡(luò)到細(xì)胞膜，從而促進(jìn)活性巨噬細(xì)胞的運(yùn)動，他們證明［9］PDPN 可能通過與ERM 復(fù)合物相互作用并激活Rho GTPase信號通路促進(jìn)細(xì)絲蛋白C 的反式激活，但這一觀點需進(jìn)一步的驗證來證實。

炎癥發(fā)生時PDPN 在不同的時期表達(dá)于異位細(xì)胞或表達(dá)上調(diào)，通過與其相關(guān)配體相互作用參與炎癥的進(jìn)展，但該糖蛋白在炎癥中的病理作用遠(yuǎn)未闡明，其額外的配體及其相關(guān)功能等也有待確定，新型的配體有利于今后更好地揭示PDPN 在炎癥免疫細(xì)胞募集、極化和活化中的作用機(jī)制。此外PDPN 在炎癥組織中的上調(diào)在幾種炎癥組織損傷模型中普遍存在，但PDPN 上調(diào)的細(xì)胞內(nèi)途徑尚不清楚，還需今后的研究進(jìn)一步的探索和驗證。

2 PDPN 與炎癥相關(guān)疾病

從現(xiàn)有的研究報道中證明了PDPN 在炎癥和癌癥等疾病的不同細(xì)胞類型中表達(dá)上調(diào)，包括成纖維細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、輔助性T 細(xì)胞等，并在其中發(fā)揮重要作用。PDPN 通過與其配體的結(jié)合調(diào)節(jié)增殖、收縮、遷移、上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化和細(xì)胞外基質(zhì)重塑的信號通路調(diào)節(jié)從而參與急、慢性炎癥性疾病，如膿毒癥、細(xì)菌性感染、銀屑病等，促進(jìn)炎癥驅(qū)動和癌癥相關(guān)的血栓形成。血栓性疾病是導(dǎo)致成年人殘疾和死亡的主要原因，其中炎癥導(dǎo)致相關(guān)血栓形成在疾病產(chǎn)生中起著重要的作用，有眾多證據(jù)表明PDPN 在動脈粥樣硬化、缺血性腦卒中、靜脈血栓、腎臟和肝臟的缺陷再灌注損傷等血栓性疾病中發(fā)揮著功能。

2.1 PDPN 與急性炎癥性疾病急性炎癥性疾病病情急驟，持續(xù)時間較短，常見滲出病變，相關(guān)炎癥細(xì)胞主要為中性粒細(xì)胞。PDPN 在一些急性炎癥疾病中都起到了重要的作用和功能，例如細(xì)菌性感染、膿毒癥以及急性肺炎等，PDPN 常通過與CLEC-2 的相互作用以及下游信號通路等在炎癥發(fā)生時以及炎癥引起的相關(guān)血栓形成時發(fā)揮功能。

XIE 等［11］發(fā)現(xiàn)了膿毒癥早期時血小板在調(diào)節(jié)補(bǔ)體激活中的新功能，在血小板CLEC-2 缺陷小鼠的大腸桿菌感染后早期出現(xiàn)更高的補(bǔ)體激活、更劇烈的肝臟補(bǔ)體攻擊以及更低的血漿補(bǔ)體抑制劑，而在膿毒癥早期循環(huán)單核細(xì)胞表達(dá)PDPN，并通過與血小板上的CLEC-2 結(jié)合從而誘導(dǎo)血小板釋放補(bǔ)體抑制劑，減輕了膿毒癥小鼠的肝功能障礙。RAYES 等［12］研究發(fā)現(xiàn)通過構(gòu)建腹腔注射脂多糖和盲腸結(jié)扎穿孔兩種膿毒癥小鼠模型中，特異性敲除CLEC-2 的血小板會導(dǎo)致系統(tǒng)性炎癥增強(qiáng)和器官損傷加速，藥理學(xué)抑制CLEC-2 與PDPN的作用會影響膿毒癥時免疫細(xì)胞浸潤和炎癥反應(yīng)，這提示PDPN 的激活是血小板CLEC-2 發(fā)揮抗炎作用的基礎(chǔ)。

據(jù)LAX 等［13］研究報道PDPN 與CLEC-2 相互作用可以在LPS 誘導(dǎo)的急性呼吸窘迫綜合征的小鼠模型中保護(hù)肺損傷，其主要是通過LPS 誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞PDPN 表達(dá)上調(diào)，PDPN 陽性的炎癥巨噬細(xì)胞直接與血小板上的CLEC-2 作用來調(diào)節(jié)炎癥。因此，血小板CLEC-2-PDPN 信號軸在肺損傷模型中的保護(hù)作用可能會成為未來急性呼吸窘迫綜合征患者治療干預(yù)的新靶點。

有研究報道，在鼠傷寒沙門氏菌系統(tǒng)性感染后的肝臟炎癥期間，PDPN 在鄰近血管的巨噬細(xì)胞中表達(dá)上調(diào)，血小板從受損的血管中泄露出來使其膜上的CLEC-2 與PDPN 相結(jié)合而激活，導(dǎo)致炎癥誘導(dǎo)血栓形成［15］

2.2 PDPN 與慢性自身免疫性疾病自身免疫性疾病是一種有著高發(fā)病率和病死率的疾病，其特點是抗體和（或）自身反應(yīng)性T 細(xì)胞的存在，對中樞和（或）外周耐受的破壞導(dǎo)致發(fā)?。?6］，PDPN 在慢性自身免疫性疾病中常通過表達(dá)上調(diào)于疾病相關(guān)淋巴細(xì)胞或組織細(xì)胞，介導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的細(xì)胞因子從而參與自身免疫性疾病的發(fā)展。

在多發(fā)性硬化癥（multiplesclerosis，MS）、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（rheumatoidarthritis，RA）和結(jié)腸炎等慢性自身免疫性疾病中［17］，CD4+T 輔助細(xì)胞的兩種亞群Th1 和Th17 細(xì)胞及其分泌的促炎細(xì)胞因子IL-17 在疾病中起到促炎、誘導(dǎo)組織損傷的作用［18］。在近期的研究發(fā)現(xiàn)，通過植物學(xué)凝素激活的外周血單個核細(xì)胞和從RA 患者分離的滑膜細(xì)胞共培養(yǎng)實驗觀察到激活的淋巴細(xì)胞和RA 滑膜細(xì)胞之間的相互作用促進(jìn)IL-17 的高分泌，但非致病性Th17 淋巴細(xì)胞上高表達(dá)PDPN，其通過PDPNCLEC-2 信號通路負(fù)向調(diào)節(jié)CD4+效應(yīng)T 細(xì)胞功能，介導(dǎo)Th17 細(xì)胞抑制。其次自身免疫性疾病中異位淋巴樣結(jié)構(gòu)也是其發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵因素，而MS的實驗性自身免疫性腦脊髓炎動物模型和RA 相關(guān)實驗中發(fā)現(xiàn)，表達(dá)PDPN 的Th17 細(xì)胞及其分泌的IL-17 與異位淋巴濾泡促進(jìn)形成，IL-27 抑制表達(dá)PDPN 的Th17 細(xì)胞的分化，負(fù)向調(diào)節(jié)異位淋巴濾泡的發(fā)育。除了Th17 細(xì)胞，RA 中活化的成纖維細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞（fiborblast-likesynoviocytes，F(xiàn)LSs）是滑膜組織轉(zhuǎn)化和關(guān)節(jié)破壞的關(guān)鍵介質(zhì)，并且PDPN 在RA 侵襲性滑膜組織的FLSs 上高表達(dá)，且促炎介質(zhì)也能導(dǎo)致PDPN 的表達(dá)上調(diào)，這些結(jié)果都證明了表達(dá)PDPN 的相關(guān)細(xì)胞在關(guān)節(jié)破壞和促炎中起到至關(guān)重要的作用。

在銀屑病等相關(guān)慢性炎癥性疾病的角質(zhì)細(xì)胞中經(jīng)常過表達(dá)κB 家族激酶α 抑制蛋白（inhibitoryprotein of NF-κB family kinase-α，IKKα），該蛋白激活NF-κB 信號參與表皮分化和皮膚病的發(fā)病機(jī)制，有研究［19］在使用人HaCaT 角質(zhì)形成細(xì)胞和真皮成纖維細(xì)胞的器官型皮膚培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)，角質(zhì)形成細(xì)胞過表達(dá)IKKα 導(dǎo)致表皮結(jié)構(gòu)破壞，角質(zhì)形成細(xì)胞增加分化改變，并侵入真皮病灶，而這些效應(yīng)都伴隨著PDPN 的表達(dá)上調(diào)。這些數(shù)據(jù)表明，除了STAT 和Smad 信號通路，NF-κB 信號通路控制角質(zhì)形成細(xì)胞中PDPN 的表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)表皮病變。

2.3 PDPN 作為炎癥性疾病的治療靶點從已有的研究中說明了PPDN 在免疫系統(tǒng)和炎癥性疾病中起到關(guān)鍵作用，靶向PDPN 進(jìn)行炎癥調(diào)節(jié)代表一種新的治療策略［20］。通過抗體和凝集素結(jié)合PDPN 高度糖基化的胞外結(jié)構(gòu)域能影響PDPN 的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，例如，半乳凝素-8 通過結(jié)合PDPN 參與病理性淋巴管生成，因此使用植物凝集素干擾半乳凝素和PDPN 之間的相互作用來阻礙下游信號通路的激活；凝集素MASL 識別末端α-2，3-唾液酸化寡糖與PDPN 胞外唾液酸化糖蛋白結(jié)合，從而干擾α-2，3-唾液酸化跨膜受體PDPN 的功能來保護(hù)骨關(guān)節(jié)炎損傷下軟骨的結(jié)構(gòu)和功能等［21］。這些觀察結(jié)果共同表明了PDPN 是調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞募集和活化的新抗炎靶點，能為今后的炎癥性疾病提供新的探索思路。

3 PDPN 與炎癥相關(guān)出凝血機(jī)制

PDPN 與機(jī)體各種組織和器官中相應(yīng)的蛋白相互作用來發(fā)揮其功能的多效性，尤其是血栓的形成和炎癥當(dāng)中［4］。很多種血栓性疾病的發(fā)生發(fā)展來源于炎癥反應(yīng)參與的血栓形成、血栓機(jī)化等過程，比如：動脈粥樣硬化、缺血性腦卒中、靜脈血栓的形成、心肌缺血等。而現(xiàn)已有各類的研究結(jié)果證明CLEC-2 與PDPN 相關(guān)通路在炎癥發(fā)生而導(dǎo)致血栓形成的疾病中起到重要作用，其相關(guān)機(jī)制與PDPN 的表達(dá)上調(diào)息息相關(guān)［22］。

在血栓形成期間，PDPN 的表達(dá)上調(diào)于下腔靜脈壁中的管腔內(nèi)側(cè)內(nèi)皮細(xì)胞，其原因是由于腔靜脈狹窄引起的高度扭曲的血流和隨后的缺氧［23］，又因血壓上升和血管壁拉伸，內(nèi)皮細(xì)胞之間間隙松散，使得PDPN 易于與血小板上的CLEC-2 結(jié)合，隨之觸發(fā)血小板的聚集和活化，當(dāng)使用中和抗體后產(chǎn)生的血栓變小，這也就說明了PDPN 在此位置有助于加劇深靜脈血栓的形成［21］。

PDPN/CLEC-2 軸也被認(rèn)為是血栓炎癥性疾病的主要調(diào)節(jié)因子，有研究證明在小鼠大腦中動脈阻塞模型中［24］，心肌缺血再灌注（ischemia/reperfusion，I/R）損傷后CLEC-2 和PDPN 表達(dá)增加，使用抗PDPN 抗體預(yù)處理后能減少梗死體積和神經(jīng)功能缺損，IL-18 和IL-1β 顯著降低，這表明了PDPN/CLEC-2 軸可能通過調(diào)節(jié)NLRP3 炎癥小體在缺血性腦卒中炎癥調(diào)節(jié)中發(fā)揮作用［25］。在缺血性腦損傷模型中發(fā)現(xiàn)到反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞中PDPN表達(dá)上調(diào)［26］，阻斷PDPN 后可減少大腦中動脈阻塞后梗死面積，改善神經(jīng)功能缺損。QIAN 等［27］利用轉(zhuǎn)錄組測序分析報道了PDPN 中和抑制I/R 誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞活化的分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)抗PDDPN治療調(diào)節(jié)了許多炎癥相關(guān)的信號通路，一些上游蛋白可能通過下調(diào)CLEC-2 保護(hù)小鼠免于急性缺血性疾病不發(fā)生顱內(nèi)出血，這為今后研究PDPN/CLEC-2 軸在缺血性腦卒中中的作用機(jī)制提供了一些線索。

PDPN 在眾多血栓下疾病的發(fā)病機(jī)制中都起到了重要作用，尤其是通過PDPN/CLEC-2 信號通路的作用下，有的細(xì)胞群在正常的情況下不表達(dá)PDPN，但隨著缺血后時間推移PDPN 表達(dá)上調(diào)，如SMCs、內(nèi)皮細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、周細(xì)胞等，但PDPN 在此類缺血性疾病中的確切機(jī)制尚未明確，所以有許多問題仍待進(jìn)一步的闡明，如PDPN 的細(xì)胞/階段性作用及其分子機(jī)制和抗PDPN 治療與缺血性疾病等，此類問題的聚集能夠為血栓性疾病的治療提供從實驗室轉(zhuǎn)化到臨床的新靶點。

4 展望

PDPN 經(jīng)過了30 多年的研究，在近十年得到了顯著的進(jìn)展，對PDPN 參與生理病理過程的機(jī)制和作用都進(jìn)行了細(xì)致的探索，從免疫反應(yīng)、血栓形成到炎癥、癌癥等各個方面都取得了一定的進(jìn)展。但PDPN 在炎癥中還存在著未闡明的作用機(jī)制，如：其是否含有額外的生理伴侶，其在參與炎癥病理過程時是否受到磷酸化的調(diào)節(jié)，何種情況下會被磷酸化，PDPN 的蛋白水解加工是否具有功能相關(guān)性。在一些炎癥組織損傷模型的炎癥組織中存在PDPN 表達(dá)上調(diào)，但其上調(diào)的細(xì)胞內(nèi)途徑尚不清楚。根據(jù)現(xiàn)有的研究中可知，當(dāng)存在炎癥和癌癥時PDPN 在一些激活的基質(zhì)細(xì)胞亞群中普遍表達(dá)上調(diào)，但在PDPN 對各類炎癥性疾病的致病性上依舊存在爭議，所以在今后的研究中應(yīng)更加努力去探尋PDPN 在效應(yīng)T 細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞樣細(xì)胞和CAFs 中的功能以及進(jìn)一步研究PDPN 在淋巴管生成中的作用，提高我們對PDPN 在炎癥中功能的作用和認(rèn)識，為今后開發(fā)新的治療方法提供參考方向。

【Author contributions】LIU Shiyao wrote the article.ZHAO Yiming designed the study and reviewed the article.All authors read and approved the final manuscript as submitted.