陳 峻，劉雨霞，謝 璐，謝富華，劉志平,

(贛南醫(yī)學(xué)院 1.2019級(jí)碩士研究生；2.炎癥與免疫中心；3.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，江西 贛州 341000)

正五聚蛋白(Pentraxin)家族是一種高度保守的多功能可溶性模式識(shí)別分子(PRMs)，對(duì)生物的先天免疫防御和組織穩(wěn)態(tài)很重要。Pentraxin家族可以分為短鏈正五聚蛋白亞家族(25 kDa)和長(zhǎng)鏈正五聚蛋白亞家族(>45 kDa)[1]。近年來(lái)對(duì)Pentraxin家族的研究是一個(gè)熱點(diǎn)。其中以長(zhǎng)鏈正五聚蛋白亞族的Pentraxin 3(PTX3)的研究最多，而短鏈正五聚蛋白亞族的黏膜正五聚蛋白(Mucosal pentraxin, Mptx)在腸道疾病中的作用也慢慢受到研究者的關(guān)注，本文就Mptx和PTX3近年的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 黏膜正五聚蛋白(Mucosal pentraxin, Mptx)

1.1 Mptx的發(fā)現(xiàn)和結(jié)構(gòu)Van Der Meer-Van Kraaij等在用基因芯片對(duì)膳食血紅素處理的大鼠進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)在腸道有一個(gè)下調(diào)超過(guò)10倍的新基因，其編碼正五聚蛋白，因此這個(gè)基因被命名為黏膜正五聚蛋白(Mptx)[2]。Mptx屬于進(jìn)化上高度保守的正五聚蛋白家族中的一種，其與血清淀粉樣蛋白P成分(Serum amyloid P component, SAP)、C反應(yīng)蛋白(C reactive protein, CRP)和Jeltraxin為同一亞族[1]。Mptx表達(dá)在大鼠、小鼠和人類的腸道組織中，主要為橫結(jié)腸和結(jié)腸末端[3]。

Kraaij MV等研究表明Mptx結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)正五聚蛋白信號(hào)肽(His-x-Cys-x-Ser/Thr-Trp-x-Ser, 其中“x” 可以為任意氨基酸)[1]。成熟Mptx的200個(gè)氨基酸殘基中有52%與SAP的氨基酸同源，故Mptx的結(jié)構(gòu)也應(yīng)該與SAP的結(jié)構(gòu)相類似：五個(gè)單體一起形成一個(gè)平面的、甜甜圈形狀的五聚體，中間有一個(gè)直徑約為20 ?的大孔，在cys55和cys114之間有一個(gè)保守的鏈內(nèi)二硫鍵，有高度保守的鈣結(jié)合位點(diǎn)和亞基相互作用位點(diǎn)。Mptx的頂部是由每個(gè)單體中環(huán)缺失和帶電殘基形成，同時(shí)其每個(gè)單體的C端都缺失了4個(gè)氨基酸。Mptx和SAP結(jié)構(gòu)上的差異表現(xiàn)為五聚體表面?zhèn)孺湹念愋筒煌琈ptx的“頂部”表面的酸性殘基要明顯高于SAP。

1.2 Mptx在人、小鼠和大鼠的異同和調(diào)節(jié)有研究表明Mptx的蛋白序列在小鼠和大鼠之間有80%的同源氨基酸，而在人與大鼠之間有72%的同源氨基酸[1]。在大鼠的基因序列中，Mptx基因位于13號(hào)染色體；而在人和小鼠中，Mptx基因則位于1號(hào)染色體。Mptx基因有兩個(gè)外顯子:第一個(gè)外顯子主要編碼Mptx的信號(hào)肽序列，第二個(gè)外顯子大部分由正五蛋白結(jié)構(gòu)域構(gòu)成。但在人類的Mptx基因的第二個(gè)外顯子的第三個(gè)氨基酸被終止子密碼子所取代，從而使得人的Mptx基因失去了功能或與大鼠和小鼠相比，其拼接位點(diǎn)不同。因此Mptx在人體內(nèi)是一個(gè)假基因。

研究表明Mptx的水平在水楊酸誘導(dǎo)的結(jié)腸炎和二甲基肼(1,2-dimethylhydrazine,DMH)誘導(dǎo)的結(jié)直腸癌(colorectal cancer, CRC)中下調(diào)，其表達(dá)水平可以由原血紅素(Heme)、鈣元素、維生素E、水楊酸和茯苓來(lái)源的羧甲基多糖CMP33等來(lái)調(diào)解[3-6]。具體地說(shuō)，在Heme處理的大鼠中，上皮細(xì)胞的增殖升高2倍以上，細(xì)胞復(fù)性作用加強(qiáng)，其Mptx的表達(dá)量降低12.5倍，由鈣元素處理的大鼠中的Mptx的表達(dá)量增加2.4[4]；在水楊酸處理的大鼠中，Mptx的表達(dá)量在橫結(jié)腸明顯降低，而維生素E的添加劑會(huì)緩解Mptx的減少[3]；高劑量的CMP33會(huì)使得Mptx的表達(dá)量上升1.48倍[6]。這些結(jié)果表明Mptx在CRC中表達(dá)明顯降低，可能抑制腸道上皮細(xì)胞增殖和/或促進(jìn)細(xì)胞凋亡，從而可能在腸道癌癥發(fā)生發(fā)展中起作用，但是對(duì)于Mptx的具體作用還不清楚，需要進(jìn)一步研究。本實(shí)驗(yàn)室目前構(gòu)建了Mptx基因敲除小鼠，正在對(duì)其確切作用進(jìn)行研究。

2 PTX3

2.1 PTX3簡(jiǎn)介PTX3與其他pentraxin成員一樣擁有正五聚體蛋白信號(hào)肽(His-x- Cys-x- Ser/Thr-Trp-x- Ser, 其中“x” 可以為任意氨基酸)，同時(shí)還擁有一個(gè)獨(dú)特的N端結(jié)構(gòu)域。PTX3是一種急性期糖蛋白，其合成受多種炎癥相關(guān)因子的調(diào)節(jié)，如脂多糖(Lipopolysaccharide, LPS)、IL-1β、腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor，TNF-α)等，主要在炎癥組織部位合成和釋放，所以PTX3也被認(rèn)為是一個(gè)真正獨(dú)立反映局部組織炎癥的敏感指標(biāo)。PTX3在樹(shù)突細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、上皮細(xì)胞、纖維母細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、卵丘細(xì)胞、單核細(xì)胞和腎細(xì)胞中合成。在正常情況下，PTX3在健康個(gè)體中是不表達(dá)或低表達(dá)，但在炎癥刺激的條件下，其表達(dá)量迅速增加，從低于2 μg·L-1增加到200～800 μg·L-1[7]。

2.2 PTX3對(duì)疾病的影響PTX3是炎癥調(diào)節(jié)器和多功能的模式識(shí)別分子。PTX3可以促進(jìn)人和小鼠細(xì)胞依賴FcγR來(lái)增強(qiáng)對(duì)尿酸鈉晶體的吞噬和炎癥反應(yīng)，增加IL-8的生成，從而是痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病原因[8]。RAJKOVIC I等發(fā)現(xiàn)PTX3可以促進(jìn)腦缺血患者的腦血流量恢復(fù)、血管生成和神經(jīng)元活力長(zhǎng)期持續(xù)恢復(fù)，減少神經(jīng)元損傷[9]。PTX3也可以增加呼吸量，支持線粒體功能和部分維持糖酵解途徑[10]。并且Guo H等發(fā)現(xiàn)PTX3通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥信號(hào)防止LPS和高脂肪飲食誘導(dǎo)的脂肪持續(xù)炎癥和慢性炎癥[11]。有研究證明PTX3在動(dòng)脈粥樣硬化中具有保護(hù)心臟的作用[12]。PTX3可以減少細(xì)菌對(duì)上皮細(xì)胞的侵襲，促進(jìn)巨噬細(xì)胞的吞噬作用和增強(qiáng)補(bǔ)體活性，從而減少細(xì)菌感染，預(yù)防破壞性炎癥的發(fā)展[13]。PTX3通過(guò)促進(jìn)神經(jīng)肽γ的生成而促進(jìn)人骨髓間充質(zhì)細(xì)胞成脂分化，也可以通過(guò)激活上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)變而加速肝細(xì)胞癌的發(fā)展[14-15]。PTX3可以減少活性氧的生成、抑制Caspase-3與鈣蛋白酶的活性，維持線粒體膜電位，從而保護(hù)腎小管細(xì)胞免受缺血性損傷和凋亡[16]。

研究表明在卵巢過(guò)度刺激的條件下，肥胖女性卵丘細(xì)胞中的PTX3表達(dá)要高于正常體重女性[17]。PTX3的水平在急性痛風(fēng)患者、急診室的偏頭痛患者、高血壓患者、慢性阻塞性肺病患者、煙曲霉菌感染、腎病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、肺炎球菌感染、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、腎上腺腫瘤患者、子癇前期中明顯增加[7-8,18-27]。其中在血栓性微血管病中PTX3的增加與過(guò)度激活和消化的補(bǔ)體有關(guān)[19]；子癇前期患者血清中高水平的PTX3與妊娠期動(dòng)脈不良反應(yīng)有關(guān)[27]。PTX3的過(guò)度表達(dá)會(huì)降低纖維肉瘤細(xì)胞的增殖和致瘤潛能，也與肝細(xì)胞癌的不良預(yù)后有關(guān)[15,28]。PTX3的缺失可以減少肥胖的發(fā)展、預(yù)防飲食引起的肥胖相關(guān)代謝炎癥，此外PTX3水平與氣道炎癥、黏液生成以及氣道高反應(yīng)性有關(guān)[29-30]。PTX3是一種新的骨代謝調(diào)節(jié)因子，對(duì)正常骨穩(wěn)態(tài)有著重要作用，且隨體外成骨細(xì)胞成熟過(guò)程表達(dá)增加，因此PTX3的缺失會(huì)使得小鼠在骨折損傷后的生理重塑和再生過(guò)程中骨形成受到損傷[31]。PTX3的沉默會(huì)顯著降低巨噬細(xì)胞的趨化轉(zhuǎn)移，還可通過(guò)MAPK途徑抑制腎小球系膜細(xì)胞的增殖[32-33]。

2.3 PTX3的診斷和預(yù)后價(jià)值大量的研究表明PTX3可以成為患有急性偏頭痛發(fā)作、嚴(yán)重牙周炎和慢性偏頭痛、肝臟纖維化、糖尿病足潰瘍患者嚴(yán)重程度和是否需要截肢、代謝綜合征患者診斷和預(yù)后、結(jié)直腸癌患者預(yù)后、人工生殖治療成功、膿毒癥和膿毒性休克患者病毒嚴(yán)重程度及預(yù)后、晚期慢性腎臟疾病患者心血管死因的生物標(biāo)志物[18,34-41]。患有嚴(yán)重牙周炎的慢性偏頭痛患者的血清PTX3水平要高于沒(méi)有牙周炎的慢性偏頭痛患者，且牙周炎的嚴(yán)重程度和發(fā)炎面積與PTX3有關(guān)[34]。在急性偏頭痛患者中，血漿PTX3的濃度為5.80 ng·mL-1時(shí)，其對(duì)診斷急性偏頭痛的靈敏度和特異性分別為93%、84%[18]。在早產(chǎn)胎膜破裂患者中，宮頸液PTX3水平為3 ng·mL-1時(shí)，可以區(qū)分細(xì)菌侵襲羊膜腔和羊膜腔炎癥，當(dāng)宮頸液PTX3水平為11 ng·mL-1時(shí)，可以確定早產(chǎn)胎膜破裂患者有羊膜感染，同時(shí)也能分辨出是否為羊膜腔炎癥還是為羊膜感染[42]。在糖尿病足潰瘍患者中，PTX3水平為3.63 ng·mL-1時(shí)，患者可能需要截肢[36]。在社區(qū)獲得性肺炎患者中，PTX3是其30天生存的獨(dú)立預(yù)測(cè)指標(biāo)，當(dāng)其濃度為33.52 ng·mL-1時(shí)，預(yù)測(cè)的靈敏度和特異性分別為76.47%、78.95%[43]。當(dāng)結(jié)直腸癌患者的血清PTX3為12.6 ng·mL-1，對(duì)結(jié)直腸癌患者生存率預(yù)測(cè)的靈敏度和特異性分別為68.0%、71.7%[38]。

PTX3也可以成為腦缺血的治療靶點(diǎn)[9]。同時(shí)也有研究表明PTX3可能成為慢性偏頭痛、肝細(xì)胞癌、小眼畸形相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子低表達(dá)侵襲性和/或難治性黑色素瘤亞群、遺傳性出血毛細(xì)血管擴(kuò)張癥患者相關(guān)鼻出血嚴(yán)重程度、急性白血病強(qiáng)化化療患者侵襲性霉菌感染、冠狀動(dòng)脈疾病和冠狀動(dòng)脈狹窄程度、酒精性肝炎、基底樣乳腺癌的潛在生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)[15,34,44-49]。

PTX3可以成為類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者臨床關(guān)節(jié)炎活動(dòng)、系統(tǒng)性紅斑狼瘡兒童患者、肺癌后外側(cè)開(kāi)胸患者及/或65歲以上肺癌患者炎癥反應(yīng)、闌尾炎、急性膽囊炎患者膽囊穿刺、原發(fā)性骨髓纖維化、判斷急性胰腺炎患者嚴(yán)重程度、慢性阻塞性肺疾病肺曲霉病診斷、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌轉(zhuǎn)移預(yù)后、終末期腎病患者接受透析后相關(guān)多種危險(xiǎn)因素的臨床指標(biāo)[7,22,25,50-57]。其中在關(guān)節(jié)炎患者中，血清PTX3為1 683 pg·mL-1，其對(duì)診斷為類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的靈敏度和特異性分別為86.67%、86.67%；而當(dāng)滑液PTX3為1 902 pg·mL-1時(shí)，其對(duì)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的診斷靈敏度和特異性分別為100%、100%[22]；高水平的PTX3可能有利于區(qū)分兒童闌尾炎和兒童非特異性腹痛[51]。在患有系統(tǒng)性紅斑狼瘡的兒童中，血清PTX3為4.16 ng·mL-1時(shí)，其診斷靈敏度和特異性分別為82%、90%[25]。在急性膽囊炎患者中，血清PTX3水平為≥4.9 ng·mL-1，預(yù)測(cè)膽囊穿刺的靈敏度和特異性分別為75%、85%[52]。

2.4生物化學(xué)物質(zhì)對(duì)PTX3的影響研究表明苯丙酸諾龍A、東亞鉗蝎抗腫瘤鎮(zhèn)痛肽、miR-150、醛固酮、重組轉(zhuǎn)化因子-β1(TGF-β1)、乙醇、干擾素-α(Interferon-α,IFN-α)可以下調(diào)PTX3的表達(dá)[58-64]。其中苯丙酸諾龍A可能是通過(guò)ALK4-SMAD2/3-SMAD4信號(hào)通路抑制人黃素化顆粒蛋白中PTX3的表達(dá)[58]；東亞鉗蝎抗腫瘤鎮(zhèn)痛肽通過(guò)NF-κB和Wnt/β-catenin信號(hào)通路下調(diào)PTX3的表達(dá)[59]；miR-150通過(guò)抑制NF-κB信號(hào)通路負(fù)調(diào)控PTX3的表達(dá)[60]；TGF-β1通過(guò)SMAD2/3-SMAD4信號(hào)通路上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子SNAIL的表達(dá)，從而進(jìn)一步下調(diào)PTX3的表達(dá)[62]；乙醇通過(guò)抑制TNF-α和JNK磷酸化來(lái)抑制PTX3的合成[63]；IFN-α可能通過(guò)抑制外周血單核細(xì)胞合成和/或耗盡中性粒細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存的PTX3來(lái)減少PTX3[64]。另外，Ahmmed B等研究表明PTX3的去糖基化能抑制肺癌細(xì)胞的增殖和遷移，而衣霉素可以通過(guò)AKT/NF-κB信號(hào)通路使PTX3去糖基化，從而增強(qiáng)順鉑的抑癌作用[65]。

肺炎球菌毒素、油酸、慢性高血糖、吉西他濱、飲食調(diào)節(jié)和飲食調(diào)節(jié)與鍛煉結(jié)合后的減肥、有氧訓(xùn)練、高鹽、spen paralogue and orthologue C-terminal domain containing 1 (SPOCD1) 、甲強(qiáng)龍、miR-29C、白藜蘆醇、銅綠假單胞菌都可以增加PTX3的表達(dá)[24,57,61,66-73]。其中肺炎球菌毒素通過(guò)JNK MAPK信號(hào)通路上調(diào)PTX3表達(dá)[24]，油酸通過(guò)激活A(yù)kt/NF-κB誘導(dǎo)PTX3的表達(dá)和分泌[57]；吉西他濱誘導(dǎo)PTX3表達(dá)是依賴于活性氧(ROS)，同時(shí)人參皂苷可以抑制吉西他濱的作用，從而降低肺癌細(xì)胞的侵襲性[66]；SPOCD1正調(diào)控PTX3的表達(dá)，促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的增殖和新陳代謝[69]；銅綠假單胞菌通過(guò)NF-κB激活Toll樣受體依賴通路激活PTX3表達(dá)[73]。

3 小結(jié)與展望

綜上所述，我們了解了Mptx的結(jié)構(gòu)、基因情況和一些調(diào)節(jié)其表達(dá)的相關(guān)物質(zhì)，但對(duì)于其在結(jié)直腸癌中的作用和在大鼠小鼠中的具體功能與分子機(jī)制仍然知道的不多，這還需進(jìn)一步研究。

PTX3受到多種細(xì)胞生長(zhǎng)因子和炎癥因子的調(diào)控，同時(shí)其在多種疾病中發(fā)揮功能。雖然PTX3在一些疾病中的表達(dá)情況，可以揭示疾病的進(jìn)程和預(yù)后情況，但目前我們對(duì)PTX3能否成為其他疾病的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)還有疑問(wèn)。PTX3的表達(dá)雖受到許多物質(zhì)的調(diào)節(jié)，但其中的具體分子機(jī)制和不良反應(yīng)還不是很清楚。因此還需要更深入的研究來(lái)進(jìn)一步明確Mptx和PTX3的功能和分子機(jī)制；而PTX3能否成為其他疾病的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)雖有部分文獻(xiàn)支持但其調(diào)節(jié)物質(zhì)的具體分子機(jī)制和不良反應(yīng)尚不明確。