P-選擇素和P-選擇素糖蛋白配體-1血液水平及基因多態性與缺血性腦梗死*

2015-03-08 06:08:25滔綜述審校

微循環學雜志 2015年4期

李　滔綜述　梅　冰審校

李滔綜述梅冰#審校

【摘要】P-選擇素(SELP)和P-選擇素糖蛋白配體-1(PSGL-1)水平基因多態性，可能是缺血性腦梗死(ICI)發病的因素之一。本文綜述SELP、PSGL-1的結構特點和功能，基因多態性位點分布及其外周血水平和基因多態性變化與ICI關聯性的國內外研究進展。

【關鍵詞】P-選擇素；P-選擇素糖蛋白配體-1；基因多態性；缺血性腦梗死

缺血性腦梗死(Ischemic Cerebral Infarction，ICI)指因缺血引起的腦、脊髓、視網膜細胞死亡及其所致的突發性神經功能障礙[1]。國外統計資料指出，ICI是致殘率最高的疾病之一，且發病率和死亡率均排名第一[2]；我國每年新增250萬例ICI患者[3，4]，21%-27%在一年后死亡，15%-30%幸存者永久殘疾[5]。

ICI為多因素多基因復雜疾病，起因于血管、環境和遺傳因素[6]。從分子生物學水平探討基因多態性與ICI關系的研究正在不斷深入，P-選擇素(P-selecin，SELP)和P-選擇素糖蛋白配體-1(P-selectin Glycoprotein Ligand-1，PSGL-1)過表達作為血栓形成的重要機制，成為ICI研究的熱點之一。日益引起人們的重視。筆者通過復習國內外近期相關文獻，綜述SELP、PSGL-1水平變化和基因多態性與ICI關系的研究進展。

1SELP和PSGL-1結構特點

1.1　SELP結構特點

SELP又名顆粒膜蛋白140(GMP-140)或CD62P，與E-選擇素和L-選擇素共同組成選擇素黏附分子家族，是一種富含半胱氨酸和高度糖化的整合蛋白。其分子骨架由一條多肽鏈構成，分子量140KD，由789個氨基酸殘基構成。SELP蛋白分子分為5個區域，從多肽鏈的N端開始，依次為：由10個氨基酸構成的植物凝集素功能區(Lectin區)、含34-40個氨基酸的表皮生長因子樣功能區(EGF區)、1-9個補體調節蛋白樣功能區(每個功能區包含62-67個氨基酸的短同源重復序列)、24個氨基酸構成的跨膜區(TM區)和35個氨基酸構成的胞漿區(圖1)；Lectin區是配體結合部位的關鍵序列，EGF區調節Lectin區構形，增加其黏附的親和力和特異性。

圖1　SELP的分子結構

[作者單位]華中科技大學同濟醫學院附屬荊州醫院檢驗醫學部，荊州 434020；#通訊作者，E-mail:meibing008008@163.com

本文2015-09-23收到，2015-10-09修回

1.2　PSGL-1結構特點

PSGL-1是一種具有同源二聚體結構的跨膜糖蛋白，幾乎表達于所有白細胞表面，并與三種選擇素相互作用[7]，分子量120KD，由412個氨基酸殘基構成。PSGL-1蛋白分子分5個區，由N端開始，依次為：18個氨基酸組成的信號肽序列區、23個氨基酸組成的前肽序列區、76個氨基酸組成的黏蛋白樣區、160個氨基酸組成的16個串聯重復序列區(每個區含10個氨基酸A-T/M-E-A-Q-T-T-X-P/L-A/T)、21個氨基酸組成的跨膜區和71個氨基酸組成的胞漿區。前肽序列區中四肽同源序列R-D-R-R位于第38-41號氨基酸，是白細胞成對堿性氨基酸轉化酶剪切位點(成熟PSGL-1糖蛋白開始于第42號氨基酸)；位于46、48和51號的3個酪氨酸易于被硫酸化；在16個串聯重復序列區兩側有3個N-連接寡糖位點。胞外部分的第320號半胱氨酸恰好位于膜外，對于PSGL-1的二聚體形成起關鍵作用。PSGL-1分子的一些氨基酸還可通過O-連接相應的寡糖基團(圖2)。

圖2　PSGL-1的分子結構

2SELP和PSGL-1的功能

SELP主要分布于血小板α顆粒及內皮細胞的Weibel-Palade小體[8，9]，經凝血酶、組胺、補體、氧自由基刺激后迅速與質膜融合而在血小板表面表達。快速啟動血小板與內皮細胞間以及內皮細胞與白細胞的相互黏附作用；而且介導白細胞的滾動、粘附和聚集[10，11]，在血管性事件如血栓形成、炎癥和動脈粥樣硬化的病理生理過程中起重要作用。

SELP和PSGL-1高親和性結合需要PSGL-1多肽鏈N-末端含唾液酸化Lewis x(Sialyl Lewis x，SLex)的O-連寡糖和一個或多個硫酸化酪氨酸殘基(Tyrosine Sulfation)，而PSGL-1這個區域的酪氨酸硫酸化和SLex修飾又離不開SELP剪切流的影響。而且，動物模型證實PSGL-1缺陷老鼠表現出SELP介導細胞的滾動和早期中性粒細胞募集減少[12]。在炎癥早期，PSGL-1與活化的血小板或內皮細胞上的SELP相互作用，俘獲血管內自由流動的白細胞。兩者的相互作用，一方面活化的血小板通過SELP與血管內皮細胞上表達的PSGL-1相結合，刺激血管內皮細胞Weibel-Palade小體釋放大量SELP，并且促使血管內皮細胞釋放一系列炎性因子和趨化因子，募集白細胞，出現炎癥表現。另一方面在炎性因子的刺激下，循環血小板活化后，SELP表達增加，特異性地與白細胞上表達的PSGL-1結合，形成血小板-白細胞聚集體(PLA)[13]。根據血小板與不同類別白細胞的結合,分別形成血小板單核細胞聚集體(PMA)、血小板淋巴細胞聚集體(PLyA)和血小板中性粒細胞聚集體(PNA)。三者相比，PMA形成的時間和數量比另外兩種要快和多。循環中的PLA通過白細胞上表達的PSGL-1與血管內皮細胞上高表達的SELP結合，捆綁PLA，抵抗血流的高剪切力，有利于其它細胞粘附分子的共同作用和血小板活化因子對PLA的激活。

3SELP和PSGL-1基因多態性

SELP和PSGL-1存在多個單核苷酸多態位點,基因位點的突變可能影響SELP和PSGL-1基因的轉錄，進而影響SELP和PSGL-1蛋白區域的功能，導致疾病的發生。

3.1　SELP基因多態性

編碼SELP基因定位于人類1號染色體(1q21-24)上一段50kb的DNA序列，包含17個外顯子和16個內含子。SELP蛋白的上述5個區域分別由不同的外顯子編碼，由于編碼基因可選擇不同組合，使SELP存在三種不同的分子形式，其中兩種含跨膜片段，僅補體調節蛋白樣功能區的短同源重復序列個數不一，另一種不含跨膜片段(14號外顯子編碼)，成為血漿可溶狀態，在機體內循環。迄今為止，有13種基因多態性被檢測出來[14]，5個分布于啟動子區，包括-2123C/G、-1969A/G、-1817T/C、-1576C/G、-485insT，8個分布于編碼區，包括Pro98Pro、Ser290Asn、Cys557Cys、Asn562Asp、Asn563Asn、Leu599Val、Thr715Pro、Thr741Thr。SELP基因多態性主要影響蛋白分子結構區域的功能。位于啟動子區的-2123C/G、-1969A/G、-1817T/C、-1576C/G和-485insT多態性與調控SELP基因的表達起始時間和表達程度可能相關。Pro98Pro位于編碼Lectin區的外顯子3，Lectin區是受體的結合部位，與PSGL-1相結合。Ser290Asn位于編碼第3個補體調節蛋白樣功能區的外顯子7。Cys557Cys、Asn562Asp和Asn563Asn位于編碼第7個補體調節蛋白樣功能區的外顯子11。Leu599Val位于編碼第8個補體調節蛋白樣功能區的外顯子12。Thr715Pro位于編碼第9個補體調節蛋白樣功能區的外顯子13。不含跨膜區的血漿可溶性SELP濃度與Thr715Pro多態性可能相關，從而影響疾病的發生發展。Thr741Thr位于編碼跨膜功能區的外顯子14。見圖3。

注：5′UTR:5′非編碼區；Sig 1:第一個信號肽的一部分；Sig 2:第二個信號肽的一部分；LEC: 凝集素樣功能區；EGF: 表皮生長因子樣功能區；CR1-CR9：補體調節蛋白樣功能區1-9；TM: 跨膜區；Cyt1和Cyt2:第一和第二部分胞漿區；3′UTR:3′非編碼區。↑表示啟動子區和編碼區多態性位點

圖3SELP基因多態性位點

3.2　PSGL-1基因多態性

編碼PSGL-1基因定位于人類12號染色體(12q24)上，包含2個外顯子和1個內含子。PSGL-1基因多態性位點主要是M62I和VNTR，M62I位點靠近SELP結合綁定的區域，目前認為其多態性可能與SELP和PSGL-1相互作用的能力相關，VNTR位于SELP結合綁定區域的下游，該基因多態性包括等位基因A、B、C，A等位基因含1-16個重復序列，B等位基因缺少2(QTTQPVPTEA)重復序列，C等位基因缺少9(QTTAPAAMEA)和10(QTTPPAAMEA)重復序列。在C等位基因重復序列15上發現S273F和M274V兩個多態性位點[15](圖4)。VNTR多態性可能影響PSGL-1胞外區域的長度和SELP結合位點到細胞表面的距離。