Endophilin的研究進展

劉 蕓，關永源

(中山大學中山醫學院藥理學教研室，廣東廣州 510080)

Endophilin最初是在篩選小鼠胚胎細胞cDNA文庫中，發現一個富集吡咯氨酸的SH3 domain而被人們發現的［1］。而Endophilin B是在稍后的幾年，在雙氫嘧啶雙雜交實驗中篩選出來的［2－3］。Endophilin 參與了突觸囊泡內吞的多個過程，從早期改變膜的曲率，直至晚期囊泡的裂變和脫殼。除了內吞功能，Endophilin在信號傳導、線粒體代謝、維持細胞穩態等方面也發揮著重要作用。在本綜述中，將主要介紹近幾年來Endophilin在各領域的研究進展，并初步探討Endophilin在腦血管重構中的作用及機制。

1 分布和結構

1.1 表達亞型及分布 Endophilin由兩個家族構成，分別是Endophilin A和Endophilin B。Endophilin A又分為3個亞型，分別是 Endophilin A1，A2，A3，也可寫作 SH3p4，SH3p8，SH3p13。Endophilin B也可分為兩個亞型，分別是Endophilin B1，Endophilin B2，也可寫作 SH3GLB1 或 Bif-1，SH3GLB2。Endophilin A1主要分布在腦部，Endophilin A2廣泛分布在各種組織，Endophilin A3則主要分布在腦部和睪丸組織。而Endophilin B1和B2在大多數組織中都有分布［4］。但 Endophilin的亞細胞定位并不是一成不變的，在不同的細胞及細胞周期中，它的定位也會有所變化。例如在分裂間期，在造血干細胞、成纖維細胞及內皮細胞中，Endophilin A2主要分布在細胞核;而在神經元及破骨細胞中，Endophilin A2則主要分布在胞質［5］。

1.2 結構 Endophilin由3個結構域構成，分別是N端的BAR(Bin/Amphiphysin/Rvs)domain，C 端的 SH3 domain，以及中間的可變鉸鏈區PRD(proline-rich domains)。Endophilin通過C端的SH3 domain與amphiphysin、synaptojanin、dynamin等內吞蛋白的多聚脯氨酸結構域結合，從而在突觸囊泡內吞方面發揮重大作用［6］。而Endophilin N端的BAR domain在Endophilin二聚化及與膜的結合，進而改變膜的曲率方面發揮重大作用［7－8］。

2 功能

2.1 內吞功能 內吞過程在調節膜蛋白亞細胞定位、信號轉導、細胞遷移、神經傳導等多方面發揮重要作用。Endophilin參與了網格蛋白介導的內吞，從早期的內陷到晚期的脫殼。生長因子受體調控了一系列生物過程，包括細胞增殖、分化、遷移等。網格蛋白介導的囊泡內吞是細胞膜組分選擇性細胞內攝的主要途徑，囊泡的內吞是一個協調有序的過程。有研究表明，上皮生長因子可以通過許多途徑調節細胞表面內化，包括網格蛋白介導的內吞途徑。配體介導的上皮生長因子受體一旦激活，cb1就與激活的受體結合，進而引起CIN85(cb1-interacting protein of 85 ku)/Endophilin A1復合體轉位，促進受體內吞。而如果Rho激酶磷酸化Endophilin A1的Thr-14，則會抑制Endophilin A1與CIN85的結合，進而抑制上皮生長因子受體的內吞［9］。

Focal adhesion kinase(FAK)是一個胞質的絡氨酸激酶，在整合素介導的信號通路中發揮重要作用。已經在很多腫瘤中發現，FAK的磷酸化水平是增加的。而FAK可以與Endophilin A2的SH3 domain結合，使得Src磷酸化Endophilin A2的Tyr315位點。Tyr315位點磷酸化會抑制Endophilin A2與dynamin的結合，從而抑制MT1-MMP的內吞，促進ECM(extracellular matrix)的降解［10］。另外，Endophilin II(即 Endophilin A2)也可通過SH3 domain與BPGAP1富集吡咯氨酸的區域182-PPPRPPLP-189結合，引發EGF介導的受體內吞及ERK1/2磷酸化。而如果把Endophilin II的SH3 domain去掉，則會抑制上述反應發生［11］。

Endophilin A1與Endophilin A2是正性調節受體的內吞，而Endophilin A3則負性調節網格蛋白介導的內吞。在cos-7細胞中，Endophilin A3與多巴胺D2受體在嗅覺神經末梢共定位。它可以抑制多巴胺D2受體介導的內吞，促進細胞分化。Endophilin A3還可以抑制轉鐵蛋白的內吞，這種抑制作用與Endophilin A3中間的可變區密切相關［12］。

除此之外，在神經元，Endophilin II與VGCCs(voltage-gated Ca2+channels)在囊泡胞吞，胞吐方面也發揮重要作用。VGCCs與Endophilin II形成一個大分子的復合體，而這種復合體的形成是鈣依賴性的。當Ca2+濃度在100～300 nmol時，Endophilin II是開放模式，它的PRD不與SH3 domain結合，此時Endophilin II可以與Ca2+通道或dynamin結合，使得神經末梢的胞吞機制發揮作用。當Ca2+濃度超過1 μmol時，Endophilin II呈現關閉模式。Ca2+與PRD的E264結合，促使PRD與SH3 domain結合，這樣阻止了Ca2+通道或dynamin與Endophilin II的結合，因此復合體解聚。解聚的Endophilin II、dynamin在突觸囊泡胞吐以后又可以發揮胞吞作用。因此，VGCCs通過調節Endophilin II的模式，影響 Endophilin II與dynamin的結合，從而影響了胞吞和胞吐，協調了突觸囊泡的回收過程［13］。進一步研究發現，Endophilin I(即 Endophilin A1)及 Endophilin II與 N-type Ca2+channel C-terminal fragments(NCFs)的結合都是Ca2+依賴性的，而Endophilin III(即Endophilin A3)不是。Endophilin I和Endophilin II主要分布在突觸前神經末梢，而Endophilin III在突觸前神經末梢和突觸后脊有同等的分布，且Endophilin III與dynamin有更強的結合力。因此，較突觸前神經末梢，Endophilin III在突觸后膜發揮更重要的作用［14］。

2.2 調節信號通路 Endophilin A1的SH3 domain可以與rGLK(rat germinal center kinase-like kinase)的 PPRPPPPR序列結合。過表達全長的Endophilin I，可以激活rGLK介導的JNK通路。而過表達Endophilin I的N端或C端，則會抑制JNK的激活。有研究表明，將hGLK的調節區域去掉以后，它仍具有完整的催化活性，而喪失了激活JNK的能力。因此，在JNK激活的過程中，Endophilin A1可能是處于rGLK上游的調節蛋白或是rGLK下游的效應子［15］。

除此之外，Endophilin AI的SH3 domain可以與β1腎上腺素受體結合。當Endophilin I過表達時，可以減少β1腎上腺素受體與G蛋白的偶聯，增加異丙腎上腺素介導的內吞，從而調節G蛋白偶聯受體通路。G蛋白偶聯受體腎上腺素受體在心血管活動中發揮重要作用。Endophilin A1對G蛋白偶聯受體通路的調節證實了其在心血管系統中的作用。并且，Endophilin還可以與金屬蛋白酶解離素結合，調節其在細胞內的轉運和成熟［16］。

2.3 調節凋亡 細胞增殖與凋亡的相互平衡是維持平滑肌細胞穩態及血管形態的一個重要因素［17］。在正常細胞，Endophilin B1不與Bax結合，而當細胞凋亡時，Endophilin B1與Bax結合，促進線粒體細胞色素C的釋放。這是因為Bax能夠引起Endophilin B1的寡聚化，從而改變細胞膜單層囊泡的形態，引起大量脂質體囊泡的形成，改變膜的曲率。如果Endophilin B1的C端缺失，Bax就不能引起Endophilin B1的寡聚化。所以Endophilin B1的C端對于Endophilin B1與Bax的相互作用以及Endophilin B1的寡聚化起著至關重要的作用［18］。

2.4 調節自噬 自噬是面臨環境改變，胞質物質發生降解的一個過程。這個過程對于維持細胞穩態十分重要。已有研究表明，Beclin 1參與了自噬體膜的成核過程。而Endophilin B1可以通過UVRAG(ultraviolet irradiation resistantassociated gene)與Beclin1形成復合體，激活PI3KC3，誘導自噬。當處于饑餓狀態時，Endophilin B1聚集成點，與LC3，Atg5共定位。而LC3是自噬形成的標志，Atg5也是出現在自噬體的形成過程中。進一步還發現，Endophilin B1與Atg-9共定位，而含有Atg-9的囊泡是自噬體膜形成的來源，激活的PI3KC3可以促進mAtg-9的轉位。因此，Endophilin B1調節自噬體的形成及自噬過程［19］。

3 Endophilin與疾病

阿爾采末病又名老年癡呆癥，是一種中樞神經系統退行性疾病。研究發現，在阿爾采末病中，β淀粉樣蛋白(Aβ)及與β蛋白相連的乙醇脫氫酶(ABAD)表達增加。而且，二者是阿爾采末病發生的標志。Aβ與ABAD結合后，會導致線粒體功能失調及神經元的死亡。進一步研究發現，Endophilin I在阿爾采末病中表達增加，從而激活c-JNK通路，導致神經元死亡。而Endophilin I的表達水平又會直接反應Aβ與ABAD的相互作用水平。因此，Endophilin I是發現診斷阿爾采末病的一個新的分子［20］。

研究還發現，Endophilin A2是白血病的融合基因。在細胞周期中，Endophilin A2呈現動態的亞定位。在前中期，它主要分布在染色體周圍;在中期和后期，它分布在紡錘體的兩極;而到了末期，它重新分布于中間體。這種動態的分布也帶來了相應蛋白水平的變化，Endophilin A2在G2/M期表達水平最高。而且這種動態的亞定位也體現了Endophilin A2在細胞周期中不同的功能［5］。

此外，Endophilin還可參與調節帕金森病，結腸癌等疾病［21－23］。盡管如此，Endophilin在機體組織器官中的功能及與疾病的聯系仍有待進一步的探討和研究。

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