江金文 劉會云 李美華

(南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，南昌 330006)

1 P120連環(huán)蛋白的結(jié)構(gòu)和功能特性

1.1P120連環(huán)蛋白的結(jié)構(gòu) P120連環(huán)蛋白(p120-catenin，p120ctn)最初作為酪氨酸激酶的底物被發(fā)現(xiàn)，之后被認為是鈣黏蛋白-連環(huán)蛋白復(fù)合物的組成部分,調(diào)節(jié)鈣黏蛋白介導(dǎo)的細胞間黏附連接。p120ctn是由4個不同的功能區(qū)組成的犰狳重復(fù)蛋白，從N端到C端包括卷曲螺旋、調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域、重復(fù)犰狳結(jié)構(gòu)域(armadillo repeat domain )和短的C-末端尾。Keirsebilck等[2]研究顯示人類p120ctn基因包括21個外顯子，選擇性剪接可潛在編碼32個p120ctn亞型，所有亞型有相同的中央犰狳結(jié)構(gòu)域，但有不同的N端和C端。在N端調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域，選擇性剪接產(chǎn)生p120ctn的主要亞型1-4，其他亞型來自組合使用開放閱讀框中間的外顯子C(11)及尾端的外顯子A(18)和B(20)。p120ctn各亞型的相對表達量因細胞的類型而變化。Mo等[3]研究顯示運動細胞如成纖維細胞及巨噬細胞中主要表達亞型1，內(nèi)皮細胞主要表達亞型3，而非貼壁細胞不表達p120ctn。此外，細胞轉(zhuǎn)化后p120ctn各亞型的表達可發(fā)生改變，如分化良好細胞中特定表達的亞型在低分化細胞不能表達，提示在人類腫瘤中p120ctn各亞型表達的失衡可能影響鈣黏蛋白功能并促成惡性或轉(zhuǎn)移性細胞表型。

1.2p120ctn與其他蛋白的相互作用 p120ctn有兩個可能介導(dǎo)蛋白間相互結(jié)合的結(jié)構(gòu)域，即調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域和中央犰狳域。調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域序列可與驅(qū)動蛋白及輔因子，如酪氨酸激酶Fer、Fyn和RhoA GTPase等結(jié)合，而中央犰狳域則與Cadherin、Kaiso及微管蛋白結(jié)合[4]。兩個結(jié)構(gòu)域均可直接或間接伴隨磷酸化，且主要在N-端結(jié)構(gòu)域的絲氨酸和蘇氨酸殘基發(fā)生磷酸化[5]。細胞內(nèi)的p120ctn在胞膜能夠通過黏附連接(AJs)與經(jīng)典Cadherin胞質(zhì)域直接相互結(jié)合來穩(wěn)定cadherin的表達，防止其內(nèi)吞和降解。研究表明p120ctn作為VE-cadherin質(zhì)膜保留機制的一部分，防止VE-cadherin被募集到含有豐富內(nèi)吞機制組件(含網(wǎng)格蛋白及接頭蛋白AP-2)的胞膜結(jié)構(gòu)域，且p120ctn調(diào)節(jié)VE-cadherin進入內(nèi)吞間隔是依賴p120ctn與鈣黏蛋白近膜結(jié)構(gòu)域的相互作用，與p120ctn抑制Rho GTP酶活性無關(guān)[6]。p120ctn在胞漿通過影響Rho GTP酶的活性或通過介導(dǎo)微管與中間纖維的關(guān)聯(lián)調(diào)節(jié)細胞骨架的重組。p120ctn在核內(nèi)有信號傳導(dǎo)功能，能夠調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。通過與轉(zhuǎn)錄抑制因子Kaiso的鋅指結(jié)構(gòu)域結(jié)合，阻礙Kaiso-DNA結(jié)合，解除Kaiso的轉(zhuǎn)錄抑制功能[7]。此外，還可以調(diào)節(jié)經(jīng)典Wnt/β-catenin基因，多數(shù)Wnt/β-catenin基因啟動子含有特定序列的Kaiso結(jié)合位點，而Kaiso作為這些基因轉(zhuǎn)錄抑制因子，拮抗β-catenin的轉(zhuǎn)錄激活，p120ctn通過與Kaiso結(jié)合，激活β-catenin的轉(zhuǎn)錄[8]。

1.3p120ctn在細胞內(nèi)的表達 正常情況下，p120ctn在胞膜上與Cadherin結(jié)合，維持細胞間黏附連接的完整性，而當(dāng)Cadherin發(fā)生磷酸化后，其從Cadherin復(fù)合物中解離進入胞漿和胞核。Zhang等[9]研究顯示肺癌細胞的胞質(zhì)胞核中均表達p120ctn。Van等對乳腺小葉癌細胞的研究顯示E-cadherin野生型細胞p120ctn主要在胞膜上表達，胞質(zhì)和胞核幾乎不表達p120ctn；然而E-cadherin突變體細胞的胞質(zhì)和胞核均有p120ctn的表達[10]。胞質(zhì)的微管網(wǎng)絡(luò)對p120ctn的亞細胞表達有重要的調(diào)節(jié)作用。Yanagisawa等[11]研究顯示微管網(wǎng)絡(luò)可與胞漿p120ctn直接結(jié)合，且與Cadherin競爭犰狳域，在Cadherin缺乏的細胞中，胞漿中p120ctn增多，干擾其與微管結(jié)合可顯著影響內(nèi)源性p120ctn在胞質(zhì)胞核的平衡。p120ctn 的N-端結(jié)構(gòu)域通過與驅(qū)動蛋白重鏈間的相互作用實現(xiàn)與微管網(wǎng)絡(luò)的間接結(jié)合，促使p120ctn沿著微管的正端轉(zhuǎn)運；且p120ctn-驅(qū)動蛋白解偶聯(lián)可促進p120ctn的核聚集，而全長驅(qū)動蛋白的表達減少p120ctn的核聚集，表明驅(qū)動蛋白可能在p120ctn核質(zhì)穿梭起著至關(guān)重要的作用。p120ctn在細胞內(nèi)表達的變化可能參與疾病的發(fā)生與發(fā)展。如Chen等[12]研究顯示食管癌組織細胞膜p120ctn的表達明顯低于癌旁正常食管上皮組織，但全細胞p120ctn的表達沒有明顯差異；p120ctn在胞膜/全細胞中的比值與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤的分化及晚期腫瘤呈負相關(guān)，且該比值的高低可以作為患者生存率，腫瘤細胞的遷徙和侵襲能力的獨立的預(yù)后因素。此外，Wang等[13]研究顯示脂多糖(Lipopolysa-ccharide,LPS)的作用于人支氣管上皮細胞誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)中p120ctn的表達明顯減少，而p120ctn過表達可減弱LPS誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，表明p120ctn的表達可能與炎癥反應(yīng)有關(guān)。有趣的是，表皮p120ctn基因敲除小鼠顯示出皮膚的慢性炎癥反應(yīng)，暗示p120-catenin可能內(nèi)在的抗炎作用[14]。

2 p120ctn與炎癥的關(guān)系

有研究顯示p120ctn與組織炎癥反應(yīng)相關(guān)。病理情況下，p120ctn在細胞內(nèi)的表達發(fā)生改變。當(dāng)p120ctn磷酸化后從胞膜解離進入胞質(zhì)胞核，在胞核與Kaiso結(jié)合，解除其轉(zhuǎn)錄抑制功能，激活炎癥相關(guān)因子的轉(zhuǎn)錄；且p120ctn表達的改變可通過調(diào)節(jié)不同的通路調(diào)控NF-κB信號的活性及相關(guān)炎癥因子的表達，從而參與細胞的炎癥反應(yīng)。

2.1p120ctn與Kaiso 轉(zhuǎn)錄抑制因子Kaiso (ZBTB33)屬于BTB/POZ超家族(Broad complex,Tramtrak,Bric abrac/Pox virus and zinc finger，BTB/POZ)中的鋅指蛋白亞家族成員，最初作為p120ctn結(jié)合伙伴被發(fā)現(xiàn)。其氨基末端含有一個蛋白質(zhì)相互作用的BTB/POZ結(jié)構(gòu)域，羧基末端有3個與DNA結(jié)合的C2H2鋅指結(jié)構(gòu)域。Kaiso是已知唯一的POZ-ZF轉(zhuǎn)錄因子，具有雙重特異性DNA結(jié)合活性：Kaiso結(jié)合位點(KBS)，識別特異的DNA序列；以及甲基化CpG二核苷酸(TCCTGCnA)。

Liu等[15]研究顯示p120ctn亞型1和3均能夠結(jié)合Kaiso，且亞型1的結(jié)合能力明顯低于亞型3。而Zhang等[9]研究顯示肺癌細胞的胞質(zhì)胞核中均表達p120ctn亞型1和3，但僅p120ctn亞型3與核內(nèi)Kaiso結(jié)合；抑制p120ctn亞型3出核可終止Kaiso的胞質(zhì)聚集，表明p120ctn亞型3協(xié)助Kaiso出核。與此一致的是，有研究顯示乳腺小葉細胞癌的Kaiso只存在于細胞核，認為p120ctn亞型1不能攜帶Kaiso出核，不能改變Kaiso的細胞核定位[10]。然而，盡管Kaiso不會出核，但是核內(nèi)p120ctn可能使Kaiso從與轉(zhuǎn)錄活性相關(guān)的基因組區(qū)域移位，解除Kaiso依賴的轉(zhuǎn)錄抑制。此外，Zhang等[16]研究顯示p120ctn敲除后Kaiso表達下降，表明p120ctn與Kaiso相互作用可能發(fā)揮穩(wěn)定Kaiso的作用，提示Kaiso的轉(zhuǎn)錄抑制需要p120ctn與Kaiso的相互作用，且p120ctn可能是一個轉(zhuǎn)錄因子的輔因子，通過調(diào)節(jié)Kaiso實現(xiàn)轉(zhuǎn)錄抑制功能。

上述p120ctn對Kaiso相關(guān)信號通路的調(diào)節(jié)對調(diào)控細胞的炎癥反應(yīng)有重要作用。p120ctn在細胞核表達增多時，可與核內(nèi)Kaiso結(jié)合，或攜帶其出核，或使其在核內(nèi)發(fā)生移位，導(dǎo)致對炎癥相關(guān)因子的轉(zhuǎn)錄抑制作用減弱，引起炎癥反應(yīng)。此外，Chaudhary等[17]研究顯示Kaiso轉(zhuǎn)基因小鼠小腸細胞顯示出明顯的形態(tài)學(xué)改變，炎癥特征的中性粒細胞浸潤和激活，且p120ctn被招募到核內(nèi)。表明Kaiso過表達能促進炎癥，提示Kaiso可能通過改變p120ctn的定位及功能導(dǎo)致炎癥。

2.2p120ctn與NF-κB信號通路 Ras相似物GTP酶(RhoGTPases)，主要包含RhoA、Cdc42和Rac三個成員，有促進細胞遷移、黏附和分化等重要功能。Toll樣受體4(Toll-like receptors4,TLR4)是LPS的主要受體，LPS通過與TLR4蛋白結(jié)合啟動髓樣分化因子(MyD88)依賴和不依賴的信號通路，激活炎癥基因的表達。核因子κB(NF-κB)是轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族，通過其各種靶基因，在細胞因子表達、應(yīng)激調(diào)節(jié)、細胞分裂和轉(zhuǎn)化等過程中發(fā)揮重要作用。研究認為p120ctn可通過負向調(diào)節(jié)Rho GTPases活性和阻止TLR4信號通路，從而抑制NF-κB活性，通過NF-κB信號通路調(diào)控組織細胞的炎癥反應(yīng)。

2.2.1p120ctn在RhoA/Rho激酶信號通路的作用 研究表明p120ctn有天然免疫功能，p120ctn缺失可引起內(nèi)源性炎癥。條件性基因打靶消融小鼠表皮及其附件中p120ctn導(dǎo)致表皮的炎癥反應(yīng)，表現(xiàn)出核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子NF-κB激活，觸發(fā)一系列的促炎性NF-κB靶基因，釋放促炎細胞因子，且伴隨著Rho GTP酶水平升高。表明p120ctn可調(diào)節(jié)Rho GTP酶活性，p120ctn缺失激活RhoA/Rho激酶通路，影響NF-κB活化和免疫穩(wěn)態(tài)，為p120ctn功能提供了重要的新的見解[14]。同樣，Zhang等[18]研究顯示煙草提取物下調(diào)p120ctn的表達，且激活NF-κB信號通路，促炎細胞因子IL-8增加。p120ctn過表達可減弱NF-κB-p65的磷酸化，且IL-8、IL-1和IL-6β分泌減少；而p120ctn敲除的細胞則顯示完全相反的結(jié)果。表明p120ctn可以抑制NF-κB信號通路，減輕炎癥反應(yīng)；且部分通過RhoA/ROCK軸調(diào)節(jié)p120ctn介導(dǎo)的NF-κB活化。Qin等[19]對劃痕損傷的人支氣管上皮細胞的研究顯示p120ctn顯著減少降低，且其通過激活NF-κB，誘導(dǎo)分泌IL-8；過表達p120ctn可抑制NF-κB活化和IL-8 表達，而干擾p120ctn表達可增強NF-κB的活化并增加IL-8的表達；進一步研究顯示過表達p120ctn減弱RhoA的活化，而沉默p120ctn顯著升高RhoA的活化，表明支氣管上皮細胞p120ctn抗炎作用是通過依賴RhoA/ROCK通路調(diào)節(jié)NF-κB信號。此外，Zhang等[20]顯示潰瘍性結(jié)腸炎組織的E-cadherin及p120ctn表達均降低，NF-κB增加和激活，提示腸黏膜屏障受損并產(chǎn)生炎癥，并認為p120ctn可能通過調(diào)節(jié)細胞黏附和炎癥反應(yīng)影響疾病的預(yù)后。上述研究表明，p120ctn可通過反向調(diào)控RhoA/ROCK通路從而抑制NF-κB信號，進而參與細胞的抗炎反應(yīng)。

2.2.2p120ctn在TLR4信號通路的作用 通過識別病原體相關(guān)的分子模式激活TLR信號是對細菌和病毒感染必不可少的先天免疫反應(yīng)。TLR4信號通路中，TLR4是LPS的主要受體，LPS結(jié)合TLR4蛋白后啟動髓樣分化因子(MyD88)依賴和不依賴的信號通路，激活炎癥基因的表達。通過募集接頭蛋白MyD88啟動早時相NF-κB的激活；同時，MyD88非依賴性途徑導(dǎo)致快速激活干擾素調(diào)節(jié)因子3(IRF-3)啟動晚時相NF-κB活化。有研究顯示內(nèi)毒素(endotoxin)誘導(dǎo)的膿毒癥所致肺損傷引起p120ctn迅速降解，p120ctn表達與炎癥程度呈負相關(guān)[21]。干擾肺血管p120ctn表達使小鼠對內(nèi)毒素高度敏感，誘導(dǎo)一個更強烈的炎癥反應(yīng)，包括細胞間黏附分子-1(ICAM-1)表達增多，中性粒細胞浸潤，促炎性細胞因子(TNF-α 、IL-6)表達增多、肺血管通透性增加與水腫形成。而過表達p120ctn可阻斷LPS的誘導(dǎo)效應(yīng)。進一步研究顯示內(nèi)皮細胞中p120ctn通過阻礙TLR4與其適配器MyD88結(jié)合，阻止TLR4信號通路和NF-κB激活。表明內(nèi)皮p120ctn抑制TLR4介導(dǎo)的NF-κB信號下調(diào)內(nèi)毒素誘導(dǎo)的內(nèi)皮炎癥反應(yīng)。因此，內(nèi)皮p120ctn可能是內(nèi)皮細胞穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵分子，作為膿毒癥誘發(fā)的肺部炎癥損傷的一個關(guān)鍵的負調(diào)控因子。

Liu等[22]研究顯示LPS刺激人腦微血管內(nèi)皮細胞后，干擾p120ctn的表達引起血腦屏障破壞和炎癥反應(yīng)加??；而過表達p120ctn則顯著改善血腦屏障功能，并減輕炎癥反應(yīng)。表明p120ctn能通過抑制LPS誘導(dǎo)的NF-κB的活化，改善血腦屏障功能障礙和炎癥反應(yīng)，認為P120ctn表達可作為減輕LPS誘導(dǎo)的血腦屏障損害與膿毒血癥的新策略。Chignalia等[23]對肺泡上皮Ⅱ型細胞p120ctn特異性基因敲除小鼠的研究顯示，突變體肺部表現(xiàn)出慢性炎癥和肺泡上皮屏障功能減弱，且有炎性細胞浸潤、NF-κB活化，ICAM1、TLR4和MIP-2表達上調(diào)；且突變體與野生型細胞對炎性刺激表現(xiàn)出更嚴重的炎癥反應(yīng)，并伴有黏附連接的缺陷。表明Ⅱ型細胞p120ctn在調(diào)節(jié)整個肺先天免疫中起著至關(guān)重要的作用。

此外，Yang等[24]研究顯示暴露于脂多糖(LPS)后，巨噬細胞內(nèi)p120ctn通過滅活RhoA GTPase，促進LPS誘導(dǎo)的TLR4內(nèi)化，進而下調(diào)MyD88介導(dǎo)的TLR4信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制NF-κB的激活及促炎性細胞因子TNF-α和IL-6的產(chǎn)生與釋放；同時上調(diào)TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白(TIR-domain-containing adapterin-ducing interferon-β，TRIF)介導(dǎo)的TLR4信號(TRIF-IRF3-IFN-β信號軸)及IFN-β的生成。p120ctn沉默可減少LPS誘導(dǎo)的TLR4內(nèi)化，而應(yīng)用藥物抑制RhoA GTPase后可逆轉(zhuǎn)p120ctn缺失的效應(yīng)。改變巨噬細胞p120ctn的表達可調(diào)節(jié)脂多糖誘導(dǎo)的急性肺損傷的炎癥表型。有趣的是，有研究顯示TLR4基因敲除小鼠的內(nèi)臟脂肪組織中TNF-α的表達下調(diào)[25]。因此，p120ctn或其下游效應(yīng)器RhoA和Rho激酶可以作為預(yù)防炎癥性急性肺損傷的有效策略。

3 展望

p120ctn作為炎癥介質(zhì)，通過調(diào)節(jié)Kaiso及NF-κB信號通路，抑制促炎性細胞因子的轉(zhuǎn)錄活性，在炎癥性疾病發(fā)生中的作用正在受到重視。p120ctn的表達改變及其與相關(guān)炎癥通路的進一步深入研究，有望為炎癥性疾病發(fā)病機制的研究提供新的視角，為從源頭上探究這類疾病新的防治措施提供理論依據(jù)。