王婷婷綜述,徐盛開審校(1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué),甘肅蘭州730000;2.甘肅省人民醫(yī)院心內(nèi)科,蘭州730000)
1984年 NüSSLEIN?VOLHARD 等[1]首次發(fā)現(xiàn)了 Slit家族。1988年ROTHBERG等[2]在果蠅的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)一種神經(jīng)突觸導(dǎo)向分子Slit并克隆成功。Slit在脊柱動(dòng)物中有 3種同源亞型(Slit1、Slit2、Slit3),均在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中表達(dá)。其中Slit3由N末端信號(hào)肽、4個(gè)富含亮氨酸的重復(fù)(LRR)單位D1?D3、哺乳動(dòng)物中9個(gè)(非哺乳動(dòng)物中有7個(gè))表皮生長(zhǎng)因子的重復(fù)序列、1個(gè)層粘連蛋白?G樣結(jié)構(gòu)域和1個(gè)C末端的半胱氨酸結(jié)構(gòu)域組成,具有高度的保守性[3]。Robo是Slit的單跨膜受體,屬于神經(jīng)細(xì)胞的黏附分子,又稱為Robo受體。Robo 受體在哺乳動(dòng)物中分為 Robo1、Robo2、Robo3、Ro?bo4 亞型[4]。
Slit3位于線粒體內(nèi),在腦、心、肝、脾、肺、腎、舌頭、骨骼肌、淋巴結(jié)、隔膜、臍靜脈等組織中均有廣泛分布,還表達(dá)于血管的內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞,是一種強(qiáng)有力的促血管生成因子,與Robo4受體結(jié)合后參與血管生成、器官發(fā)育、生殖調(diào)節(jié)、腫瘤生成、乳腺調(diào)節(jié)和精神性疾病的發(fā)生等過程[5?7]。本文就Slit3的研究進(jìn)展做一綜述。
Slit3在全身多個(gè)臟器中都有表達(dá),如腦、心、肝、脾、肺、腎、舌頭、骨骼肌、淋巴結(jié)、隔膜、臍靜脈等組織中廣泛分布。Slit3對(duì)心血管形成和發(fā)育有重要的影響。Slit3存在于心室的流出道和心房肌,對(duì)腔靜脈與竇房結(jié)的形成與發(fā)生也起著重要作用,當(dāng)小鼠敲除Slit3時(shí),可發(fā)生腔靜脈對(duì)稱缺陷。Slit3若缺乏還可導(dǎo)致先天性血管發(fā)育畸形,補(bǔ)充Slit3可促進(jìn)隔膜血管的生成[8]。LIU等[6]建立Slit3敲除小鼠模型,敲除Slit3可導(dǎo)致先天性膈疝、右心室擴(kuò)張、單側(cè)或雙側(cè)腎與輸尿管發(fā)育障礙及不同程度的腎功能不全。先天缺少Slit3的小鼠可代償性發(fā)生肺動(dòng)脈高壓和異常血管的重塑,而吸入白細(xì)胞介素?10(IL?10)可治療這種肺動(dòng)脈高壓[9]。
Slit3是一種效果顯著的促血管生成因子,在血管的內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞上均有高表達(dá)和分泌,Robo4受體主要在內(nèi)皮細(xì)胞上高表達(dá)[5]。血管內(nèi)皮細(xì)胞若缺乏Robo4可刺激Scr激酶、FAK激酶,激活血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體2(VEGFR2)用來促進(jìn)血管的生長(zhǎng)[10]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在Slit3刺激下,胞內(nèi)Rho家族小分子鳥苷三磷酸酶(RhoGTPases)中的RhoA、Rac1和Cdc42可被激活,其中RhoA和Rac1可快速達(dá)到高峰并維持高峰狀態(tài),加入anti?Robo4抗體后,Slit3的這種作用將被阻斷,說明Slit3通過與其受體Robo4結(jié)合激活胞內(nèi)RhoGTPases,活化 RhoA、Rac1 和 Cdc42,調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞的運(yùn)動(dòng),觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架重排,促進(jìn)血管網(wǎng)絡(luò)形成。細(xì)胞功能研究分析顯示,Slit3和Robo4受體結(jié)合后還可發(fā)揮刺激內(nèi)皮細(xì)胞增殖、促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞自發(fā)性和趨化性的作用。Slit3在體內(nèi)可增進(jìn)新生血管的發(fā)展;在體外,還可增進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞血管網(wǎng)的形成和新生血管的發(fā)芽,Slit3基因缺陷的小鼠表現(xiàn)出胚胎期血管生成紊亂,但其發(fā)生機(jī)制尚不清楚[5,7]。
JONES等[11]研究表明,Robo4受體可以抑制病理性角膜的血管生成、調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞的高滲透性用來穩(wěn)定血管網(wǎng)。角膜本身是沒有血管的,由毛細(xì)血管網(wǎng)圍繞在角膜的周圍,血管突破角膜緣進(jìn)入透明區(qū)時(shí)即為病理性角膜。Slit3和Robo4受體的結(jié)合表達(dá)可以當(dāng)作角膜血管的調(diào)控因子,故與新生角膜血管有很大的關(guān)系,可作用于角膜新生血管的構(gòu)成。故可以通過干預(yù)其作用途徑來控制病理性角膜血管的生成。
Slit3和Robo4的信號(hào)通路可在小鼠主動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞(MASMC)中表達(dá),且外源性的Slit3可以促進(jìn)小鼠MASMC的增殖和遷移[12]。這個(gè)現(xiàn)象表明,Slit3和Robo4的信號(hào)通路是調(diào)控小鼠MASMC增殖和遷移的下游分子機(jī)制,可通過激活或抑制Slit3和Robo4的信號(hào)通路,進(jìn)一步調(diào)節(jié)MASMC的增殖和遷移,可以將Slit3和Ro?bo4的信號(hào)通路作為藥物的靶點(diǎn)。
PAUL等[13]通過克隆具有獨(dú)特功能的間充質(zhì)干細(xì)胞(MCSs)發(fā)現(xiàn),MSCs可以分泌具有增生性作用的Slit3。Slit3作為血管信號(hào)分子可以引導(dǎo)具有Robo4受體陽(yáng)性的內(nèi)皮細(xì)胞,在體內(nèi)外支持血管樣結(jié)構(gòu),進(jìn)而有助于脈管的形成,從而構(gòu)成了工程組織網(wǎng)絡(luò),進(jìn)一步指導(dǎo)體內(nèi)血管的發(fā)育。
ZHANG等[7]研究發(fā)現(xiàn),在人胚胎發(fā)育的過程中,Slit3對(duì)新血管的生成、器官的正常發(fā)育必不可少,Slit3缺乏可導(dǎo)致先天性血管發(fā)育畸形、器官發(fā)育不全等疾病,故Slit3在胚胎的形成、胎兒的發(fā)育中有著重要的作用。當(dāng)妊娠發(fā)生時(shí),Slit3在羊膜和子宮肌層細(xì)胞上的表達(dá)增加,Slit3增加了人體羊膜和子宮肌層組織中的促炎作用,降低了IL?1b誘導(dǎo)的促炎性細(xì)胞因子及基質(zhì)金屬蛋白酶?9(MMP?9)基因的表達(dá)和釋放。在羊膜細(xì)胞中,Slit3降低了促炎性細(xì)胞因子IL?1b誘導(dǎo)環(huán)氧化酶?2表達(dá)和前列腺素E2的釋放[14]。另外,Slit3在子宮內(nèi)膜的正常發(fā)育及妊娠過程中起重要作用,可在人子宮內(nèi)膜分泌中期及黃體晚期表達(dá)增高,子宮蛻膜期表達(dá)降低,且能被人絨毛膜促性腺激素和皮質(zhì)醇激素顯著抑制[15],在生殖方面,人絨毛膜促性腺激素和皮質(zhì)醇激素顯著抑制Slit3的作用,這些發(fā)現(xiàn)為可以通過調(diào)控Slit3表達(dá)來治療相關(guān)疾病提供新的思路。
LIAO等[16]發(fā)現(xiàn),在生理狀態(tài)下,人胎盤中的絨毛毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞可以表達(dá)Slit3、Robo1、Robo4等,缺氧也可以誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)Slit3、Robol、Ro?bo4,且在先兆子癇等疾病的胎盤中表達(dá)更明顯,Slit3在胎盤血管新生中可能發(fā)揮重要作用,有望成為治療先兆子癇的新靶點(diǎn)。
研究發(fā)現(xiàn),乳腺基質(zhì)中Slit3與Robo4受體結(jié)合可使內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子/內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體2(VEGF/VEGFR2)信號(hào)減弱,從而對(duì)乳腺血管的生長(zhǎng)起到抑制作用,進(jìn)一步有效控制乳腺血管的增生[17]。腫瘤細(xì)胞進(jìn)行性生長(zhǎng)和乳腺血管的生成密不可分,腫瘤細(xì)胞在血管形成時(shí)可能發(fā)生轉(zhuǎn)移,組織切片中的血管生成數(shù)量預(yù)示腫瘤轉(zhuǎn)移的危險(xiǎn)性,治療乳腺癌需要抑制血管的生成,而Slit3對(duì)乳腺血管的生成起下調(diào)作用,這對(duì)乳腺癌的治療有重要的作用,為治療乳腺癌提供了新的思路。
Slit3可以在實(shí)體腫瘤中表達(dá),也可以參與腫瘤/癌細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和發(fā)生、生長(zhǎng),對(duì)腫瘤細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)和生長(zhǎng)具有巨大影響[18]。Slit3對(duì)不同腫瘤細(xì)胞有不同作用,有些抑制腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng),有些促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。YU等[19]研究發(fā)現(xiàn),人類結(jié)腸癌與直腸癌組織中Slit3和mi?cro RNA?218(miR?218)基因表達(dá)的水平均低于正常水平,miR?218基因?qū)Χ喾N癌癥有著重要的作用,參與了多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展,例如在腎透明細(xì)胞癌、甲狀腺癌宮頸癌等中均有表達(dá),Slit3與miR?218基因表達(dá)水平的下調(diào)程度剛好一致,Slit3有可能有類似于miR?218基因的作用,將研究miR?218基因的思路和方法作為參考用于Slit3的實(shí)驗(yàn)中,也可以嘗試著作為檢驗(yàn)人類結(jié)腸癌與直腸癌的參考數(shù)據(jù),也可以影響結(jié)腸癌與直腸癌患者的治療和預(yù)后,并可以作為藥物的靶點(diǎn)進(jìn)一步研究。
最近有研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)甲狀腺癌細(xì)胞侵襲組織時(shí),miR?218的宿主基因Slit3可協(xié)同miR?218基因一起抑制甲狀腺癌細(xì)胞的侵襲、遷移和增殖,它們不僅單純地調(diào)節(jié)甲狀腺癌細(xì)胞的運(yùn)動(dòng),同時(shí)還弱化了甲狀腺癌細(xì)胞的發(fā)生和生長(zhǎng)[20],可以研究其他腫瘤癌細(xì)胞是否也是如此,研究Slit3與miR?218基因之間具體的關(guān)系,看是否有新的發(fā)現(xiàn)及突破。也可以觀察研究其他腫瘤是否也有這個(gè)現(xiàn)象,對(duì)腫瘤的治療和預(yù)后有著重要的作用。
Slit3對(duì)腫瘤的作用與其超甲基化有關(guān)[21],在原發(fā)性腫瘤中Slit3甲基化率各有不同,乳腺腫瘤為16%,神經(jīng)膠質(zhì)瘤為35%,結(jié)直腸腫瘤為38%,提示Slit3對(duì)腫瘤的生成有促進(jìn)或抑制作用,但其具體機(jī)制尚不明確。另外,DENK等[22]發(fā)現(xiàn)Slit3與黑色素瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移有關(guān),可對(duì)其起到抑制作用,Slit3可作為治療黑色素瘤的突破口,用于黑色素瘤的治療和預(yù)防。Slit3參與組成的肽合物對(duì)腫瘤細(xì)胞侵襲正常器官組織有抑制作用,可為治療黑色素瘤等惡性腫瘤提供理論依據(jù)和可實(shí)行的方法。Slit3對(duì)肺癌A549細(xì)胞侵襲性的影響[23],具體來說,Slit3是肺癌的抑癌基因。由于啟動(dòng)子甲基化,在大多數(shù)腫瘤中Slit3的整體表達(dá)下調(diào)。即使啟動(dòng)子的低甲基化發(fā)生在一些癌組織(如肺癌)中,并導(dǎo)致Slit3的高表達(dá),但Slit3的轉(zhuǎn)錄仍受到嚴(yán)格控制。經(jīng)由阻斷上皮?間質(zhì)轉(zhuǎn)換(EMT)和壓制 MMP?9和 MMP?2表達(dá)和排泄,Slit3壓制了A549細(xì)胞的遷徙和侵襲。還需要進(jìn)一步的研究破譯在Slit3調(diào)節(jié)和MMP?2和MMP?9表達(dá)和分泌物抑制的機(jī)制。Slit3被認(rèn)為是癌癥發(fā)展的關(guān)鍵調(diào)節(jié)器,也是癌癥治療的一個(gè)有希望的治療靶點(diǎn)。在早、晚期的胃癌中均發(fā)現(xiàn)了Slit1、Slit2、Slit3的甲基化。在正常的胃組織顯示,與患者年齡相關(guān)的Slit1和Slit3的甲基化程度也有所增加。通過控制甲基化可以控制Slit3的作用[24]。
癌癥患者的心態(tài)對(duì)其壽命有著不明確的影響,在重度抑郁癥的患者中舉行大規(guī)模的基因收集,發(fā)現(xiàn)在染色體5q35.1中,Slit3DNA區(qū)段有大量復(fù)制,說明Slit3可能可以調(diào)節(jié)精神狀態(tài),這可以作為腫瘤預(yù)后的一個(gè)研究方向,當(dāng)然也可為藥物提供靶點(diǎn),為重癥抑郁癥的患者治療提供了一種可能性[25]。
SMITH?BERDAN等[26]在研究干細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn),Robo4受體和家族趨化因子受體(Cxcr)結(jié)合可以誘導(dǎo)造血干細(xì)胞到指定的骨髓微環(huán)境中,從而改變了造血干細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)方向。Cxcr的主要功能是能夠趨化細(xì)胞定向移動(dòng),與不同的受體結(jié)合具有不同的作用。
研究還發(fā)現(xiàn),人體內(nèi)Slit3?C端片段和肝素具有較高親和性,可使肝素抗凝血的活性得到中和[27],提示Slit3可用于臨床上肝素或低分子肝素應(yīng)用過量的治療。另外,刺激Slit3可使原始單核細(xì)胞的自發(fā)性或趨化因子誘導(dǎo)白細(xì)胞遷移得到增強(qiáng),可以控制炎癥的發(fā)生、發(fā)展[28]。
Slit3 在腦、心、肝、脾、肺、腎、舌頭、骨骼肌、淋巴結(jié)、隔膜、臍靜脈等組織中廣泛分布,Slit3與其受體Ro?bo4結(jié)合表達(dá)可參與血管生成、器官發(fā)育、生殖調(diào)節(jié)、腫瘤生成、乳腺調(diào)節(jié)和精神性疾病的發(fā)生等過程,均取得了一定的研究進(jìn)展,但其生物學(xué)功能和作用機(jī)制還未完全闡明,存在很多未明確的問題。例如Slit3對(duì)血管新生的研究還存在很大的爭(zhēng)議,是促進(jìn)還是抑制?在何種條件下促進(jìn)?在何種條件下抑制?
Slit/Robo信號(hào)系統(tǒng)中,Slit2/Robo1、Slit3/Robo4可以促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移,而Slit2/Robo4卻會(huì)抑制內(nèi)皮細(xì)胞遷移,提示內(nèi)皮細(xì)胞特異性受體Robo4對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞遷移起促進(jìn)還是抑制作用由其結(jié)合不同的Slit配體而定,但Robo4在何種條件下結(jié)合哪一種受體目前尚不清楚。
Slit3在不同情況下對(duì)腫瘤具有不同的作用,其具體原因尚不清楚。此外,Slit3被證實(shí)與內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移等有關(guān),對(duì)平滑肌細(xì)胞的作用類似于內(nèi)皮細(xì)胞,但具體作用機(jī)制還未明確,需進(jìn)一步研究,拓展Slit3在心血管方面的作用,對(duì)心血管疾病的治療、預(yù)防有很大的幫助。Slit3在人體正常或病理?xiàng)l件下均有作用,“如何控制,怎么調(diào)節(jié)才能讓Slit3為人類所用”將是以后研究的方向。因此,對(duì)Slit3的研究,可為防治心血管相關(guān)疾病、免疫疾病、腫瘤的預(yù)防與治療及精神性疾病的治療有明顯的作用,隨著對(duì)Slit3更深入的研究,可以為更多的疾病治療提供更多的理論依據(jù)。
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