載脂蛋白E受體2的研究進展

盧東赫，　付濱麗，　高　飛，　張文靜，　劉彥虹

載脂蛋白E受體2的研究進展

盧東赫，付濱麗，高飛，張文靜，劉彥虹

(哈爾濱醫科大學附屬第二醫院檢驗科，黑龍江 哈爾濱 150086)

摘要：載脂蛋白E受體2(ApoER2)是一種細胞表面糖蛋白，廣泛存在于體內多種組織細胞中，且能夠與多種結構和功能各異的配體相互作用，在信號轉導中起重要作用。文章主要對ApoER2的結構與生物學功能以及ApoER2的表達與疾病相關性進展作一綜述。

關鍵詞：載脂蛋白E受體2；結構；配體；功能

Research progress of apolipoprotein E receptor 2LUDonghe，FUBinli，GAOFei，ZHANGWenjing，LIUYanhong

.(DepartmentofClinicalLaboratory，theSecondAffiliatedHospitalofHarbinMedicalUniversity，HeilongjiangHarbin150086，China)

Abstract:Apolipoprotein E receptor 2(ApoER2)，a kind of cell surface glycoprotein, widely existing in many tissues of body cells， can interact with a variety of different structures and functions of ligand， and plays an important role in signal transduction. This paper mainly reviews the research progress about the structure of ApoER2 and its biological function， ApoER2 expression and relative diseases.

Keywords:Apolipoprotein E receptor 2； Structure； Ligand； Function

在含有網格蛋白的特殊被膜竇區的細胞中有一系列細胞表面膜受體，通過受體介導的細胞內吞作用將大分子物質運輸到細胞內。這些受體有很強的分子結構相關性，組成低密度脂蛋白受體(low-density lipoprotein receptor，LDLR)家族。載脂蛋白E受體2(apolipoprotein E receptor 2，ApoER2)又稱為低密度脂蛋白受體相關蛋白8(LDL-receptor related protein 8，LRP8)，是LDLR家族成員之一，1996年由KIM等[1]發現，是一個廣泛存在于細胞表面的跨膜內吞受體蛋白。迄今為止，人類中僅有3個低密度脂蛋白A類(LDL receptor class A，LA)重復序列。研究發現ApoER2 mRNA存在于中樞神經系統、胎盤和睪丸中。免疫組化分析顯示ApoER2在海馬、小腦、嗅覺神經中樞的僧帽細胞層、大腦皮層(胞體和樹突)、皮層神經元及血小板中也均有表達[2-3]。ApoER2主要參與Reelin/Dab1信號傳導通路，指導神經元在發育的中樞神經系統內到達其恰當的位置[4]；還可與多種結構和功能各異的配體相互作用，不僅可以對血脂的動態平衡和纖溶功能的穩定起調節作用，而且還參與多種生長因子、細胞激酶生物學效應的發揮[5]。

一、ApoER2 的分子結構

ApoER2是一種由人類LRP8基因編碼的跨膜蛋白，包含有870個氨基酸殘基，相對分子質量為105 000。 ApoER2共包括5個結構域，從N端到C端分別為：(1)富含半胱氨酸重復序列的配體結合域；(2)表皮生長因子前體同源結構域[帶有YWTD(Y為酪氨酸、W為色氨酸、T為蘇氨酸、D為天冬氨酸)域的β-螺旋片段]；(3)氧連接糖結構域(大部分的Ser和Thr側鏈上的氧原子與寡聚糖鏈構成O-糖苷鍵)；(4)跨膜結構域；(5)胞漿尾區結構域[包含一個或多個NPxY(N為精氨酸、P為脯氨酸、X為任何氨基酸、Y為酪氨酸)序列的胞質尾區][6]；其示意圖見圖1。LDL受體家族的所有成員胞質尾區至少有一個NPxY基序，此基序對于結合胞內銜接蛋白和細胞內吞都起到非常重要的作用。而ApoER2與LDL受體家族的其他成員不同，其胞質尾區包含可變剪接外顯子19，該片段促進ApoER2與Reelin、C-Jun氨基末端激酶(C-JunN-terminal kinase，JNK)相互作用蛋白(JNK-interacting protein，JIP)1和 JIP2等相互作用。因此推測這種片段可能通過某種方式破壞NPxY基序，從而減弱ApoER2在脂蛋白中的內吞作用[5，7]。但是這一推測仍需作進一步研究。

圖1　ApoER2分子結構

二、ApoER2的配體

1.載脂蛋白E(apolipoprotein E，apo E)apo E是血漿中重要載脂蛋白之一，其生物活性的發揮以及在將脂質轉運至細胞內的過程中均需受體的參與。而ApoER2作為apo E的受體對其有高度親和性。apo E與Reelin競爭結合神經元表面的ApoER2，并攝入細胞內，之后可保留在細胞內，也可以被運送到細胞表面或被分解，從而減少突觸可塑性[8]。apo E與巨噬細胞上極低密度脂蛋白受體(very low density lipoprotein receptor，VLDLR)或ApoER2結合，通過p38絲裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-aetivated potein kinase，p38MAPK)信號通路，誘導巨噬細胞從M1向M2表型轉換，在炎癥反應中發揮重要作用[9]。apo E與ApoER2的結合還能促進淀粉樣前體蛋白(amyloid precursor protein，APP)的胞內吞作用，促進APP的水解。這在某些疾病，如阿爾茨海默病的發生、發展過程中可能發揮著重要的作用[10]。

2.JIP1和JIP2JIP是JNK的一種特異性胞漿抑制因子，可作為一類JNK的腳手架蛋白選擇性的與JNK級聯反應中特異的蛋白激酶結合，介導JNK信號轉導通路的激活。GOTTHARDT等[11]用酵母雙雜交實驗證明JIP1、JIP2可通過磷酸酪氨酸相互作用結構域(phosphotyrosine-interacting domain, PID)結構域與ApoER2的可變剪接外顯子19相互作用，參與JNK信號轉導通路。

3.硒蛋白P(selenoprotein P，SepP)SepP可將微量元素硒從肝臟運輸到睪丸和大腦，而ApoER2作為其受體，它的YWTD域的β-螺旋片段結構域可與SepP的兩條最長的亞基相結合，介導硒蛋白轉運[12]。BURK等[13]利用動物實驗證明，在母鼠懷孕18 d的胎盤中，胎鼠的ApoER2可與母體中的SepP結合。因此ApoER2介導的SepP轉運對胎兒的發育有重要作用。此外，ApoER2可調節小鼠腦部的硒含量。ApoER2敲除的小鼠以低硒喂食后會導致腦部神經系統功能嚴重喪失甚至死亡；SepP或其受體ApoER2的功能缺失都會導致小鼠突觸重塑功能受損[14]。

4.叢生蛋白(Clusterin)Clusterin作為一種多功能分泌糖蛋白存在于人體的不同組織中，有多種生理功能。研究表明Clusterin與ApoER2、VLDLR相結合，誘導磷脂蛋白受體(disabledho-molog 1, Dab1)磷酸化，通過磷酯酰肌醇3激酶(phosphoinositide-3-kinase，PI3K)/絲氨酸蛋白激酶(set-inethreonine kinase，Akt)信號通路，刺激室管膜下區外植體神經元細胞的增殖，對神經鏈的形成起重要作用[15]。

三、ApoER2的主要功能

1.神經元遷移Reelin蛋白是一種細胞外基質蛋白，主要由Cajal-Retzius(C-R)細胞合成和分泌。Reelin蛋白及其受體在皮質發育期間一些腦組織的層狀結構中起關鍵作用。研究發現VLDLR和ApoER2是Reelin蛋白的高親和力受體，在皮層遷移期表達于遷移的神經元及放射狀神經膠質細胞，在胚胎發育中期表達程度最高，多位于上部皮質板、Ⅲ層和IV層的大錐體細胞中。Reelin蛋白與VLDLR或ApoER2的細胞外部分結合后，胞內銜接蛋白Dabl N末端磷酸酪氨酸相互作用結合區域(phosphotyrosine interaction/binding, PI/PTB)優先結合于受體的非磷酸化NPxY基序[16]，在酪氨酸激酶家族中的Fyn與Src協同作用下誘導Dab1酪氨酸殘基磷酸化，啟動細胞內信號級聯，對Reelin信號做適當的細胞應答，指導神經元在發育的中樞神經系統內到達其特定的位置[4]。BENHAYON等[17]研究發現VLDLR和ApoER2雙基因敲除時會出現嚴重的皮層成層障礙，而ApoER2缺失則主要影響新皮質的形成。在ApoER2敲除小鼠中，正常情況下應遷移至Ⅱ～Ⅳ層的神經元大部分位于Ⅴ層和Ⅵ層，只有少數到達其目的層，說明ApoER2對后產生的神經元正確遷移起到了重要作用[7]。CAI等[18]研究發現，Reelin級聯信號還涉及絲切蛋白(Cofilin)的磷酸化。Cofilin是一種肌動蛋白解聚蛋白，控制活躍的延伸細胞突起，并控制細胞定向運動。Reelin蛋白通過結合ApoER2使Cofilin磷酸化，防止F-肌動蛋白的解聚，穩定細胞骨架，終止神經元的遷移，從而穩定皮層結構。

2.突觸傳遞長時程增強(long-term potentiation，LTP)作用突觸可塑性是突觸傳遞效能長時程改變的現象。突觸可塑性包括LTP和突觸傳遞長時程減弱(long-term depression，LTD)兩種生理學現象。LTP是發生在兩個神經元信號傳輸中的一種持久的增強現象，能夠同步刺激兩個神經元，被視為構成學習與記憶基礎的主要分子機制之一。在海馬體上，突出后致密物質95(postsynaptic density protein 95, PSD-95)的PDZ1結構域可以與ApoER2結合，而PSD-95的PDZ2結構域可以和N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid, NMDA)受體結合。這提示PSD-95作為銜接蛋白很可能與ApoER2及NMDA受體形成三聚體，調控NMDA磷酸化及在膜上的表達。當Reelin蛋白結合ApoER2通過Reelin-Dabl信號通路誘導Dab1激活，催化NMDA受體蛋白亞基的磷酸化，增加細胞外鈣的內流，誘導LTP效應，進而介導一系列高級神經活動。LTP在調節中樞神經興奮性、維持神經沖動的正常傳遞、學習、記憶等大腦功能方面起重要作用[19]。

四、ApoER2的臨床意義

1. ApoER2與阿爾茨海默氏病(Alzheimer′s disease，AD)AD是一種中樞神經系統的退行性疾病，主要表現為認知功能障礙和缺失、神經行為的異常及生活自理能力的喪失。研究表明在AD患者中，胞內ApoER2的表達可導致γ分泌酶活性的增加，γ分泌酶酶切ApoER2及APP，產生APP胞漿區(APP intracelluar domain，AICD)52 和AICD50。這些蛋白片段控制轉錄因子，導致微管相關蛋白(tau蛋白)磷酸化，形成雙螺旋纖維絲，并最終形成了一些不溶物，影響了微管的功能和結構。但對于微管功能結構的改變與AD之間的聯系仍有待進一步的研究[20]。ApoER2與Reelin、apoE基因相互作用對AD也有影響，Reelin蛋白結合ApoER2導致NMDA受體磷酸化，引起一系列的信號級聯。而apoE基因與Reelin蛋白競爭結合ApoER2，從而削弱信號級聯效應，減少突觸可塑性，使神經元受損，從而致病[10]。

2.ApoER2與抗磷脂綜合征(antiphospholipid syndrome，APS)APS是一種累及多器官的系統性自身免疫性疾病，血栓形成是其主要的病理基礎和突出的臨床表現。研究發現抗β2糖蛋白Ⅰ(beta 2-glycoprotein Ⅰ，β2GPⅠ)自身抗體的存在是增加APS患者血栓形成發生率的危險因素之一。現在已知引起抗磷脂抗體最重要的血漿蛋白是β2GPⅠ[21]。LEE等[22]證實β2GPⅠ的Ⅴ區與血小板膜上的ApoER2的第1個低密度脂蛋白A 型(the first LDL type A，LA1)片段相互作用。URBANUS等[23]證明二聚化β2GPⅠ會導致β2GPⅠ與血小板膜上的ApoER2相互作用，進一步活化血小板。在小鼠APS模型中，二聚化β2GPⅠ能促使血栓形成增加，而將小鼠的ApoER2基因敲除后發現血栓形成明顯減少，說明ApoER2參與了APS血栓形成的病理過程[24]。

3. ApoER2與重度抑郁癥(major depressive disorder，MDD)MDD是以情緒低落為主要癥狀的一類精神障礙疾病，病理原因復雜。SUZUKI等[25]用實時定量聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction，PCR)實驗發現MDD患者外周血淋巴細胞的ApoER2 mRNA表達降低，然而ApoER2低水平表達似乎與疾病的嚴重程度或持續時間沒有明顯關聯。這個研究表明ApoER2的表達現僅作為MDD的特征標記物。

4.ApoER2在精子發育中的作用ApoER2缺陷小鼠可導致大腦形成缺陷外，還表現為雄性不育。ANDERSEN等[26]研究證實ApoER2高度表達于附睪的起始段，影響集群索和磷脂過氧氫谷胱甘肽過氧化物酶(phospholipid hydroperoside glutathione peroxidast，PHGPx)的功能表達，而這兩個蛋白對于精子成熟來說是必需的。在ApoER2基因敲除小鼠中，PHGPx表達減少使精子不能調節細胞容積，并導致精子形態異常和不活動，提示ApoER2對人類不育有一定影響。

五、結語

綜上所述，ApoER2是神經元遷移的重要調節劑，其作為信號因子Reelin蛋白的受體為大腦發育中神經元遷徙到適當位置提供了位置標尺，而且在與不同的配體的相互作用過程中定義了該受體在不同的信號通路中的不同角色。雖然近年來對ApoER2及其與配體相互作用而產生的多重功能的研究已取得了很大的進展，但有些方面尚待進一步確證。在未來的研究中可望對目前尚不明了的結合配體的準確位置以及與配體結合的方式等方面有進一步的研究，以便在臨床上對疾病的診斷和治療給予更多、更廣泛的依據和途徑。

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(本文編輯：龔曉霖)

收稿日期：(2014-07-29)

中圖分類號：

文章編號：1673-8640(2015)05-0537-04R446.1

文獻標志碼：ADOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2015.05.030

通訊作者：劉彥虹，聯系電話：0451-86296362。

作者簡介：盧東赫，女，1986年生，碩士，主要從事自身免疫病研究。

基金項目：國家自然科學基金資助項目(81270394)