鳥苷酸交換因子SWAP—70的研究分析

摘要：SWAP-70是鳥苷酸交換因子家族成員之一，最初發(fā)現(xiàn)與B細胞活化及與免疫球蛋白重鏈類型轉(zhuǎn)換相關(guān)，隨著研究的深入，進一步發(fā)現(xiàn)SWAP-70在多種組織細胞中均有表達并參與細胞骨架的重排，細胞信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)，變態(tài)反應(yīng)的調(diào)節(jié)及腫瘤的發(fā)生發(fā)展等多種生理病理過程。因此，有關(guān)SWAP-70蛋白的表達情況及作用機制的深入研究有可能成為今后變態(tài)反應(yīng)和腫瘤生物治療的熱點。

關(guān)鍵詞：SWAP-70；F-肌動蛋白；腫瘤

SWAP-70（switch-associated protein 70）最早是在小鼠的B淋巴細胞中被發(fā)現(xiàn)的一個與B細胞活化及與免疫球蛋白重鏈類型轉(zhuǎn)換相關(guān)的蛋白質(zhì)，在活化的B細胞及未成熟的肥大細胞中高表達，參與肥大細胞的活化、粘附及遷移等行為。隨后研究發(fā)現(xiàn)SWAP-70屬于鳥苷酸交換因子（guanine nucleotide exchange factor，GEF）家族成員，通過PIP3介導(dǎo)相關(guān)信號調(diào)節(jié)細胞骨架的重排，它在多種組織細胞中均有表達。SWAP-70主要定位在細胞漿，當B細胞受到刺激時，可轉(zhuǎn)移至胞核內(nèi)。在其他細胞中受到生長因子刺激后，SWAP-70則轉(zhuǎn)移至胞膜胞漿側(cè)。SWAP-70能夠介導(dǎo)膜褶皺的形成，調(diào)節(jié)紅細胞生成，細胞運動，B細胞的歸巢，變態(tài)反應(yīng)及腫瘤的侵襲遷移等生理病理過程。現(xiàn)就SWAP-70發(fā)揮的生物學(xué)作用、與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系及其作用機制等作一綜述。

1 SWAP-70的結(jié)構(gòu)特征

SWAP-70是鳥苷酸交換因子家族成員之一，分子量為70 kDa，該蛋白結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，由多個結(jié)構(gòu)域組成，包括N端的EF-hand結(jié)構(gòu)域、PH結(jié)構(gòu)域、DH結(jié)構(gòu)域、Coiled-coil結(jié)構(gòu)域及C端可結(jié)合F-actin的結(jié)構(gòu)域[1]。EF-hand結(jié)構(gòu)域是一個免疫受體絡(luò)氨酸激活的模體，具有結(jié)合Ca2+的能力，有助于Rac1的活化。PH結(jié)構(gòu)域能夠結(jié)合磷脂酰肌醇三磷酸（phosphatidylinositol（3，4，5）-trisphosphate，PIP3）進而將蛋白錨定在細胞膜上。在Coiled-coil結(jié)構(gòu)域中包含了一個DH結(jié)構(gòu)域，該DH結(jié)構(gòu)域與其它經(jīng)典的Rho-GEFs排列相反，它是SWAP-70蛋白的主要催化結(jié)構(gòu)域，能與Rac-GTP酶相互作用，促進其GDP/GTP交換。C末端的60個氨基酸殘基能夠結(jié)合F-肌動蛋白參與細胞運動。

2 SWAP-70蛋白與腫瘤的關(guān)系

近年來，許多研究表明SWAP-70在多種腫瘤細胞株及惡性腫瘤中均有表達，且與正常組織相比，在腫瘤組織中高表達，被認為是一潛在的致癌因子。Heerema等人對86例人B細胞新生物進行免疫組織化學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，全部的6例結(jié)節(jié)性淋巴細胞占優(yōu)勢的霍奇金淋巴瘤SWAP-70染色均為陽性[2]。Fukui等人研究鼠成纖維細胞（Mouse embryo fibroblasts，MEFs）時發(fā)現(xiàn)，SWAP-70-/-細胞在軟瓊脂糖上不能生長，而過表達SWAP-70的細胞則很容易形成克隆。將細胞種植到裸鼠體內(nèi)，可以觀察到，缺失SWAP-70的MEFs成瘤體積明顯小于外源性轉(zhuǎn)入SWAP-70的細胞，這些結(jié)果表明，MEFs的癌變過程需要SWAP-70的參與，同時SWAP-70有利于經(jīng)v-Src轉(zhuǎn)化的MEFs的生長，提示SWAP-70可能是一致癌基因。隨后又有研究發(fā)現(xiàn)干擾素調(diào)節(jié)因子4結(jié)合蛋白，與SWAP-70同源的具有PH-DH結(jié)構(gòu)的分子參與了乳腺癌細胞的增殖，轉(zhuǎn)移，并且其表達量與乳腺癌的惡性程度成正比。2011年，Chiyomaru等人研究發(fā)現(xiàn)，SWAP-70在人前列腺癌（Prostate cancer，CaP）中高表達，并且在CaP細胞系PC3和DU145中下調(diào)SWAP-70的表達，可縮短這兩種細胞系的生存時間，進一步實驗發(fā)現(xiàn)，SWAP-70可促進CaP細胞的侵襲和遷移能力，這一現(xiàn)象提示，SWAP-70的高表達可能與CaP的形成密切相關(guān)。

3 SWAP-70發(fā)揮生物學(xué)作用的主要機制

隨著對SWAP-70功能研究的深入，關(guān)于其發(fā)揮生物學(xué)作用的機制已有相關(guān)報道。目前報道最多的是SWAP-70通過活化Rac與F-肌動蛋白作用參與細胞膜褶皺的形成，及細胞骨架的重排。Gomez-Cambronero等人在體外共沉淀實驗中發(fā)現(xiàn)，SWAP-70與F肌動蛋白的結(jié)合是由C末端的區(qū)域和PH結(jié)構(gòu)域決定的，化學(xué)計量測定C末端區(qū)域作用更強。體外實驗表明，全長的SWAP-70與F-肌動蛋白的結(jié)合力較弱而C末端片段較全長的SWAP-70更易于結(jié)合F-肌動蛋白。在cos-7細胞中，SWAP-70的C末端與F-肌動蛋白存在共定位，而突變掉C-末端和PH結(jié)構(gòu)域的片段卻無此現(xiàn)象，進一步表明C末端是SWAP-70與F-肌動蛋白結(jié)合的結(jié)構(gòu)域。全長的SWAP-70與F-肌動蛋白只有在生長因子刺激后才能觀察到共定位，這一現(xiàn)象提示C末端需要在一定的胞外刺激下才能暴露出來。

4 結(jié)語與展望

SWAP-70作為一種與F-肌動蛋白結(jié)合并參與細胞骨架重排的鳥苷酸交換因子，在多種生物學(xué)活動中扮演著重要的角色。一方面，在免疫反應(yīng)，尤其是變態(tài)反應(yīng)的多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)如自身抗體形成，肥大細胞的成熟、活化、遷移、黏附，IgE的生成，嗜酸性細胞的招募等均有SWAP-70蛋白的參與。另一方面，由于SWAP-70參與細胞骨架的重排，在細胞形態(tài)、運動的調(diào)節(jié)以及近年發(fā)現(xiàn)的細胞表型的自發(fā)性轉(zhuǎn)化發(fā)揮著重要的作用。但其在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中的作用機制需要更進一步的研究，為腫瘤的治療提供新的理論基礎(chǔ)和靶點。

參考文獻：

[1]Gomez-Cambronero J.Structure analysis between the SWAP-70 RHO-GEF and the newly described PLD2-GEF[J].Small GTPases，2012，3（4）：202-208.

[2]Heerema A E，Abbey N W，Weinstein M，et al.Expression of the diffuse B-cell lymphoma family molecule SWAP-70 in human B-cell neoplasms：immunohistochemical study of 86 cases[J].Applied immunohistochemistrymolecular morphology：AIMM/official publication of the Society for Applied Immunohistochemistry，2004，12（1）：21-25.

編輯/周蕓霏