Slit2生物學特性及其與血管內皮細胞炎癥的關系研究進展*

任麗蓉 綜述　　何藺　劉濤　王浩宇 審校

(1.瀘州醫學院附屬醫院心內科，四川 瀘州 646000；2.川北醫學院第二臨床醫學院·南充市中心醫院心內科，四川 南充 637000 )

·綜述·

Slit2生物學特性及其與血管內皮細胞炎癥的關系研究進展*

任麗蓉1綜述何藺2劉濤2王浩宇2審校

(1.瀘州醫學院附屬醫院心內科，四川 瀘州 646000；2.川北醫學院第二臨床醫學院·南充市中心醫院心內科，四川 南充 637000 )

【摘要】分泌型蛋白slit2通過與受體robo結合調節內皮細胞的遷移和滲透性。作為新發現的炎癥調節因子，slit2可以調節白細胞的遷移，抑制炎癥介質的釋放，降低血管通透性，減少炎癥引起的病理性血管新生,但是slit2在炎癥中的具體作用機制尚不明確，本文對slit2的生物學特性及其與內皮細胞炎癥的關系研究進展做一綜述。

【關鍵詞】slit2；內皮細胞；炎癥

內皮細胞的炎癥損傷是諸多疾病發生的病理學基礎，如感染性休克患者內皮細胞的炎癥損害是導致多器官功能障礙和動脈硬化的關鍵因素[1]。另外，在動脈粥樣硬化的發病過程中，除了高脂血癥外，內皮細胞的炎癥反應也是一個不可忽略的因素。炎癥中內皮細胞釋放的炎癥介質可以導致內皮細胞功能紊亂，促進粥樣斑塊的形成[2]。近年來發現神經導向因子slit2在炎癥反應中同樣具有調節作用，但是具體的調節機制尚不清楚。 以下就slit2的生物學特性以及它在內皮細胞炎癥中的作用及現有機制做一綜述。

1Slit2的生物學特性

Slit2為分泌型的糖蛋白，是slit蛋白家族成員之一。它的分布十分廣泛，不僅表達于中樞神經系統、血管內皮細胞等正常組織，也表達于實體腫瘤組織。完整的slit2蛋白可以裂解為大小約140kDa的N端(slit2-N)和50～60kDa的C端(slit2-C)兩個片段，但是只有slit2-N端和完整的slit2蛋白才能與受體robo結合發揮生物學效應[3]。由此可見slit-N是silt蛋白發揮生物學活性的重要部位，為后面以slit2-N端代替slit2蛋白進行生物學研究提供了理論基礎。Slit蛋白從N端到C端依次由4個富含亮氨酸(LRR)結構域、6個表皮生長因子(EGF)重復序列、1個層黏蛋白G樣結構區、1個(非哺乳動物)或3個(哺乳動物)EGF重復序列和1個半胱氨酸結構域組成[4]。slit蛋白N端的4個LRR結構域被命名為D1-D4區，是介導蛋白質-蛋白質相互作用的主要部位。D1和D2區可與肝素結合參與調解作用，D2區則是介導slit與robo受體相互作用的關鍵部位， D3區的功能尚不清楚，但是slit2的D3區可與netrin1(神經生長因子1)和Laminin1(層粘蛋白1)結合，D4區可介導slit-slit二聚體的形成[5，6]。Slit的受體包括robo1、robo2、robo3和robo4四種，目前已經報道的這4種受體的結構都非常保守，除robo4外他們的胞外區都由5個Ig(免疫球蛋白)樣結構域、3個FN(纖維連接蛋白)重復序列組成，胞內區由CC0-CC3 4個保守的結構域組成， robo4胞外區只有2個Ig樣結構域和2個FN重復序列組成，胞內區只有CCO和CC2兩個結構域[7]，這4種受體都可與slit2結合發揮生物學作用[8-11]，其中參與炎癥調節的主要受體是robo1和robo4。

2slit2在炎癥中的作用

2.1slit2與白細胞遷移白細胞包括淋巴細胞、粒細胞(嗜酸性、嗜堿性和中性粒細胞)以及單核細胞，這些細胞是參與炎癥反應的重要細胞。眾所周知，神經導向因子slit蛋白可以調節神經元的遷移。 Wu等[12]的研究發現，slit2對白細胞也具有相似的作用。它不僅可以抑制化學趨化因子對淋巴細胞和HL-60細胞的趨化作用，重組的slit2可以抑制朗格漢斯巨細胞的遷移，使其不能將抗原提呈給T細胞，從而預防皮膚超敏反應的發生，并且發生超敏反應部位的皮膚slit2的表達上調[13]。Tole等[14]用電子顯微鏡追蹤中性粒細胞的運動時發現，slit2可選擇性地抑制N- 甲酰 - 甲硫氨酰 - 亮氨酰苯丙氨酸(N-formyl peptide f-Met-Leu-Phe, fMLP)、C5a和IL-8等趨化因子引起的中性粒細胞定向遷移。他們還觀察到slit2通過抑制中性粒細胞肌動蛋白末端偽足的形而來發揮上述作用。slit2蛋白抑制中性粒細胞趨化作用的同時， 還可以降低中性粒細胞對炎癥活化的血管內皮細胞的粘附能力而減少中性粒細胞游出的數量[15]。有意思的是，在肺部發生炎癥時，slit2蛋白通過中性粒細胞和嗜酸性粒細胞內srGAP1(Slit/robo GTPase激活蛋白)表達水平的不同來調節它們在炎癥中的作用，中性粒細胞表達高水平的srGAP1，而嗜酸性粒細胞的srGAP1表達水平明顯低于中性粒細胞。對于中性粒細胞slit2蛋白通過促進srGAP1與robo1結合來抑制細胞內Cdc42的活性達到減輕肺部炎癥的效果，但是嗜酸性粒細胞，因為其低表達srGAP1，slit2蛋白通過激活Cdc42后,募集PI3K與robo1蛋白結合激活PI3K信號途徑，加重氣道的炎癥反應[16]。

2.2slit2與細胞因子釋放Altay等[17]發現，slit2可以顯著減少TNF-α導致的腦微血管內皮細胞-白皮細胞粘附數量，并且持續地向腦缺血的動物模型注射slit2，可明顯減少海馬CA1錐體細胞的遲發型死亡，這表明了slit2不僅可以緩解腦微血管炎癥且具有神經保護作用。另外，LPS、TNF-α和IL-1β三種促炎細胞因子都可減少人胎盤滋養層細胞slit2蛋白的表達。利用siRNA沉默slit2基因的表達后，這三種致炎因子使胎盤滋養層細胞分泌的IL-6、IL-8、MMP2、MMP9、proMMP2和proMMP9等炎癥介質上調。另外，還發現肥胖患者胎盤滋養層細胞slit2蛋白的表達量也呈下降趨勢。由此可見，slit2蛋白是胎盤中重要的抗炎物質[18]，對胎兒的正常生長和發育起到保護作用。同時Ratana等[19]也發現，LPS和IL-1β使體外培養的子宮肌細胞slit2 mRNA表達下降，沉默slit2的表達后，IL-1β將上調IL-6、IL-8、COX-2(環氧化酶2)、前列腺素PGE2和PGF2α、MMP9、proMMP9的表達，這進一步證實了slit2在炎癥中的調節作用。另外對于內皮細胞，LPS也可抑制slit2的表達，在加入外源性slit2培養一段時間后內源性slit2的表達上調，并且ICAM-1、MCP-1、GM-CSF和MIF等細胞因子的表達下調，使炎癥向有利于疾病恢復的方向發展[1]。

3slit2與內皮細胞炎癥反應

3.1slit2與內皮細胞損傷內皮細胞與循環系統中的液體成分密切接觸，炎癥發生時它易受到細菌毒素、炎癥介質、缺血性和機械性等損傷，從而破壞內皮細胞的屏障功能，使感染部位出現紅、腫、熱、痛等癥狀。血管內皮鈣粘素是組成內皮細胞屏障的主要成分，促炎因子IL-1β可使血管內皮細胞鈣粘素(VE-cadherin)第658位酪氨酸磷酸化，進而導致VE-cadherin與p120-catenin(連環蛋白)解聚，破壞內皮間的緊密連接。Slit2可阻斷IL-1β對VE-cadherin的磷酸化作用，穩定內皮細胞間的緊密連接，減輕血管的滲漏[20]。另外，slit2可以減輕病毒導致的肺微血管內皮細胞損害，降低肺微血管內皮細胞的滲透性而緩解肺部炎癥[21]，這種作用可能也是通過slit2對細胞間連接的保護而產生的。Kanellis等[22]在對大鼠腎小球腎炎模型的研究中發現，在疾病的感應期，腎小球的內源性slit2蛋白表達下降，早期slit2蛋白表達的下調會使腎小球腎血管內皮細胞的損傷加重從而加重腎小球腎炎的癥狀。革蘭陰性細菌的內毒素(LPS)是常見的致炎因素， slit2可以減少LPS引起的炎癥細胞因子/趨化因子的釋放，抑制細胞粘附分子ICAM-1的上調，從而阻止單核細胞的粘附以保護內皮細胞不受損傷[1]。

3.2slit2與炎癥中的血管新生Jones等[23]發現robo4蛋白在視網膜血管的頂細胞中低表達，柄細胞中高表達，在視網膜和脈絡膜的血管疾病中slit2與robo4結合后可減少血管滲出和病理性的血管生成。曾經有研究模擬了老年性黃斑性病變、缺血性視網膜血管生成以及黃斑水腫三種疾病模型，發現 slit2可抑制脈絡膜和視網膜的病理性血管生成，并且可抑制視網膜的滲漏，減輕黃斑水腫[24]。此外，slit2還可抑制bFGF(堿性成纖維生長因子)引起的角膜血管新生[25]。為了進一步證實slit2在角膜血管新生中的作用，Mulik等[26]利用單純皰癥病毒(HSV)建立的角膜炎模型中發現，角膜基質中大多數新生血管內皮細胞內源性slit2的表達量無明顯變化，但是robo4的表達卻是明顯上調的；當從結膜下注射外源性的slit2后，角膜血管的新生數量也會明顯減少，同時HSV感染后的免疫損傷也會減輕，奇怪的是當阻斷內源性slit2的表達后，HSV引起的病理性血管新生數量并未增多，免疫損害也并未加重。

4slit2在內皮細胞炎癥中的可能轉導途徑和機制

4.1slit2-robo1信號通路GAPs(GTPase激活蛋白)是slit2的重要下游信號分子，當slit2與受體robo1結合后可促進GAPs在robo1的胞內區聚集，這些聚集后的GAPs稱為srGAPs(Slit/robo GTPase激活蛋白)，后者可調節Rho GTPase，如Rac、CDc42和RhoA的活性，而Rho GTPase是調節細胞骨架運動的重要因素，所以slit2可以通過robo1-GAPs-Rho GTPase途徑調節細胞的運動[11]。有研究發現，robo1胞內的CC3結構域可與CXCR4受體結合調節 CXCL12信號對炎癥細胞的趨化作用，并且slit2與robo1結合后可增強CXCR4受體與robo1蛋白CC3的結合，從而抑制CXCL12/CXCR4信號對炎癥細胞的趨化作用[27]。但是由于robo4的胞內區只有CCO和CC2兩個結構域組成，沒有CC3結構域，所以robo4蛋白不能和胞漿內的趨化因子受體CXCR4相互作用，導致robo4信號通路不能調節CXCL12/CXCR4介導的細胞運動和血管生成等作用[28]。Guan等[29]發現，Slit2-robo1還可以促進AKT(蛋白激酶B)的磷酸化，進而阻斷PI3K/AKT的信號轉導，促進內皮細胞的增殖、遷移和血管形成，從而調節內皮細在疾病中的功能。GSK3β(糖原合成酶激酶3)也是slit2調節細胞遷移的下游信號分子，在腫瘤中slit2可通過AKT- GSK3β途徑抑制腫瘤細胞的轉移[30]。

4.2slit2-robo4信號通路在LPS引起的炎癥反應模型中，slit2與robo4結合后可以抑制TLR4(toll樣受體4)的下游信號Pyk2的磷酸化，進而抑制NF-κB的活性而發揮抗炎作用；由于miR-218基因是slit2基因的連鎖基因，并且miR-218的靶蛋白是robo1，因此slit2基因表達的改變必將引起miR-218基因的變化，從而改變 robo1的表達，進而調節robo1在炎癥中的作用[1]。Jones等[31]的報道稱robo4可以與細胞內的銜接蛋白paxillin(樁蛋白)形成復合體，robo4-paxillin復合體可抑制GTPase Arf6的活性,隨之Arf-GAPs誘導的Rac蛋白家族如GIT1的聚集也被中斷，從而維持內皮細胞的正常功能，減輕內皮細胞的損傷，抑制血管新生和血管滲漏，slit2-robo4-paxillin-GIT1信號通路的發現為炎癥研究新的方向。但是robo4是否為robos家族成員尚有爭議，并且slit2與robo4結合的直接證據至今尚未發現[32]，因此slit2-robo4信號通路對炎癥反應的調節作用有待進一步證實。

4.3slit2基因的甲基化有趣的是，在對炎癥性腸病的研究中發現，內鏡下炎癥活動的炎癥性腸病患者的腸道標本中slit2基因的甲基化程度較內鏡下炎癥已緩解的患者顯著增高，急性炎癥性腸病患者的標中slit2基因的甲基化程度高于慢性炎癥和正常的患者，這表明slit2基因的甲基化程度與炎癥性腸病的發生、發展、病情活動度以及病程長短有關[33]，由此可見，slit2基因的甲基化程度也是slit2蛋白調節炎癥反應的一種途徑。該信號通路在慢性非特異炎癥中也起到重要的調節作用，但是該途徑在炎癥中的具體作用機制尚不明確。

5小結與展望

slit2對炎癥的調節作用已經得到證實，它既可以降低炎癥導致的血管內皮細胞損害，維持血管壁的完整性，還可以調節炎癥介質的釋放和級聯放大效應，對機體起到保護作用。另外，它還可以抑制炎癥中的病理性血管生成，尤其是在角膜和視網膜的炎癥疾病中，抑制新生血管的形成可以降低失明的發生率。根據目前的報道，參與slit2對內皮細胞炎癥調節的受體包括robo1和robo4兩種，他們共同組成了一個復雜的網絡系統，對炎癥反應進行調節，但是具體的調節機制尚不清楚。該網絡系統在炎癥中的作用，為研究炎癥疾病的病理過程和機制開辟了新的途徑，為預防和治療以內皮細胞炎癥為發病基礎的心血管疾病提供了嶄新的希望。

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Progress of slit2 in vascular endothelial inflammation

REN Lirong1reviewingHE Lin2，LIU Tao2，WANG Haoyu2checking

(1.DepartmentofCardiology,TheAffiliatedHospitalofLuzhouMedicalCollege,Luzhou646000,Sichuan,China; 2.DepartmentofCardiology,NanchongCentralHospital,TheSecondClinicalCollegeofNorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,Sichuan,China)

【Abstract】Slit2 as the secretary protein and its receptors robo is considered to regulate mobility and permeability of endothelial cells. As an emerging role in inflammation, it can regulate mobility of leukocyte, inhibit secretion of inflammatory mediators and repress vascular leakage and pathological angiogenesis. However, the role of slit2 in endothelial inflammation response remains to be clarified. The purpose of this article is to summarize the function and mechanism of slit2 in endothelial cell inflammation.

【Key words】Slit2；Endothelial cells；Inflammation

基金項目：四川省科技廳立項課題(2013JY0129)

通訊作者：劉濤，教授，本刊常務編委，E-mail nclt456@sina.com

【中圖分類號】R-33

【文獻標志碼】A

doi：10.3969/j.issn.1672-3511.2016.06.033

(收稿日期：2015-03-16; 編輯： 母存培)