【摘要】 人类的细胞由细胞外基质(extracellular matrix,ECM)所围绕。这种基质不单单在结构上将细胞和组织结合起来,更重要的是细胞能通过与基质中的各种特异性配体相互作用,控制细胞的形态、行为而影响细胞的生长和分化。视网膜细胞也不例外,其中,肌糖蛋白C作为一种重要的ECM成分,在视网膜的发育和其相关的一些疾病中扮演着重要的作用。
【关键词】 肌糖蛋白C;细胞外基质;视网膜
Research advance of the role of tenascinC in retinal development and retinalrelated diseases
Zhen Han1, Cheng Pei2
1 Department of Ophthalmology, Chinese Traditional Medicine Hospital, Baoji 721001, Shaanxi Province, China; 2Department of Ophthalmology, the First Affiliated Hospital, Xian Jiaotong University, Xian 710061, Shaanxi Province, China
AbstractHuman cells are surrounded by various extracellular matrix (ECM) components. These components do not only combine the cells and tissues together, but most importantly, the specific ligands distributed in ECM can interact with cells and control the cellular morphology, behavior to influence their proliferation and differentiation. Retinal cells are not exception. Among them, tenascinC (TNC), a major component of extracellular matrix, was reported present during and played important role in retinal development and retinalrelated diseases, which was also identified to be among one of the important molecules.
KEYWORDS: tenascinC; extracellular matrix; retina
Han Z, Pei C. Research advance of the role of tenascinC in retinal development and retinalrelated diseases. Int J Ophthalmol(Guoji
Yanke Zazhi) 2008;8(11):22992301
0引言
1983年,肌糖蛋白C(tenescinC,TNC)被发现富集表达于胶质瘤基质中[1],也被当作肌腱抗原。最早发现其能调节细胞与纤连素之间的黏附,能被分类为抗黏附和黏附调节蛋白[2]。TNC在发育阶段和成人中都能调节表达。组织学中观察到TNC在器官形成中短暂表达,而在已经完全发育成熟的器官中则丰度降低或者不表达,但是在一些病理情况下(如感染,炎症和肿瘤情况下)表达升高[3]。本文将TNC的研究及其在视网膜的发育和疾病中的研究进展加以综述。
1肌糖蛋白家族成员及结构
Tenascin,有人翻译成肌糖蛋白,是细胞外基质(extracellular matrix, ECM)重要成分[4]。其中,TNC是最早被发现的成员,迄今为止,已发现的成员包括TNC、TNR、TNX (TNY)和TNW。TNC的重复序列数目是可变的,通过N端的2硫键相连,形成六聚体,在电镜下可见。以TNC为例,TN主要包含TN聚合区(tenascin assembly domain, TA)、上皮生长因子样(epithelial growth factorlike, EGFL)重复序列、III型纤连蛋白(fibronectin type III, FNIII)结构域和C末端的与纤维蛋白原类似的球形结构域(fibrinogen globe, FBG)。
TNR是三聚体,主要由少突胶质细胞合成,独特地表达于神经系统,与TNC在一起,其主要表达于发育期的ECM和成人的特定神经系统[5]。
TNX因定位于MHC III位点的X基因而得名[6],主要表达于心脏、骨骼肌的结缔组织以及皮肤真皮层[7]。鸡的类似物命名为TNY,分离获得的TNX和TNY主要以单体形式存在,根据其结构分析,体内形式可能为二硫键交联的寡聚体[8]。
TNW最新发现于斑马鱼,最近研究发现其在结肠癌和乳腺癌患者体内升高[9]。
2 TNC功能研究进展
2.1 TNC的配体 近20年来,有关TNC识别配体的研究得到了长期的发展,现将有关的细胞类型,配体类别以及其对应的TNC序列总结。
2.2 TNC调节细胞黏附,迁移和生长 有关TN对于体外培养的不同细胞的研究向我们揭示了其作用相当复杂,往往有时候结论看起来很荒谬。显而易见地,TN并不是如纤连蛋白一样的经典黏附分子。在同样的实验条件下,对不同的细胞,有的是促进作用,而有的则是抑制作用。对应地,有时候对于同一种细胞,因为其接触的其他ECM成分不同,则TN的调节效应不同[6]。例如,Chiquet等将胚胎后根运动神经元种入模式化的ECM中后发现,感觉神经突很容易地就跨过层连蛋白和TNC之间的边界,其生长锥延展很好而且沿TNC持续而快速地移动。与此对应地,卫星细胞(雪旺氏细胞前体)停止迁移并在TNC边界堆积。单个的卫星细胞确实也与TNC黏附结合,但是不能延展和移动。神经胶质瘤细胞则表现不同,在冰冷的情况下,其能黏附TNC,但是一旦加热到37℃,黏附功能就被破坏[7]。因此,对于胶质瘤细胞,TNC的作用不仅仅是“非黏附”,而且是“抗黏附”。而且类似的现象也在TNR和TNX得以发现。在体内模型中,将外源性TNC注入到两栖类动物胚胎的囊膜腔后,发现依赖于ECM的中胚层细胞的迁移被阻止,最终抑制了原肠胚形成[10]。预先与抗TNC C末端FNIII结构域的单抗孵育后则此抑制作用被终止[11]。在大部分情况下,TN干扰integrin依赖的细胞延展。这种干扰作用的分子机制被证明与syndecan4有关[12]。
2.3 TNC与炎症反应 多种疾病和损伤都造成TNC表达增高。这种诱导和急性炎症相关。正常情况下,TNC在皮肤的表达限定于毛囊和汗腺的真皮和表皮层之间,以及大点的血管的内膜层[13]。不同的急性炎症刺激都能提高上层真皮TNC mRNA和蛋白的广泛表达;UVB诱导的皮炎也能刺激TNC的表达而且能被考的松抑制[14];射线造成的放射性损伤也导致深层的皮肤和肌肉层TNC表达升高[15];半抗原诱发的皮炎导致TNC合成增加;当leukotrieneB4直接作用于皮肤而造成皮炎时,多形核细胞积聚时则造成TNC的表达升高;在切割伤和剥脱伤的情况下,虽然情况更为复杂,但是可以看到炎症粒细胞侵袭情况下,TNC表达升高,蛋白的表达和增生的角质细胞相关;在痤疮、牛皮癣[16]和疱疹性病变中[17],都可以看到TNC表达升高。这些发现都证实了TNC继发于炎症改变,而且可能还通过自分泌和旁分泌途径,而不是直接由淋巴细胞分泌的细胞因子所介导[18]。肺脏和消化道多发炎症性疾病,因此在间质性肺炎的鳞状上皮下可以看到TNC的表达显著升高[10];在哮喘病人的肺泡区域,TNC在上皮下ECM的表达与肥大细胞和嗜中性粒细胞相关[19];在吸烟者的肺部,因为炎性细胞显著升高,因此可见TNC阳性层增厚;在博莱霉素诱发的动物肺部纤维化模型中发现,TNC的表达与早期炎症急性期相关;血浆中可溶性TNC的浓度可以作为肠道疾病活跃程度的标志物[20]。其他发现TNC的表达升高与炎症相关的器官有肾脏(IgA肾病)、肝脏(原发性硬化胆管炎)、心脏(自身免疫性心肌炎)和血管(动脉粥样硬化)[21,22]。现在已知参与诱导TNC表达的炎性细胞因子有:(1)转化生长因子β1(transforming growth factorβ,TGFβ):最早发现在鸡胚胎纤维母细胞培养体系中[23],加入TGFβ1,TNC的表达被诱导。在鸡胚胎羽毛形成过程中,交联TGFβ的微珠能够替代上皮而诱导TNC表达。在小鼠模型中,头部的局部注射TGFβ导致骨原细胞表达TNC;(2)其他细胞因子:有研究证实IL 4和IL13强烈诱导TNC表达,而IL1,TNFα和IFγ的作用则有所争议。同时,很多转录因子如NFκB和cJun、Ets和Sp1、Prx1都对TNC的转录起促进作用[2427]。
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