ADAMTSL5與銀屑病

袁育林 楊霞芳

（南寧市廣西壯族自治區人民醫院檢驗科 廣西 南寧530021）

銀屑病是一種常見的慢性復發性炎癥性皮膚病。其發病機制非常復雜，包括遺傳、環境、免疫等多種因素參與其中。雖然基于廣泛的遺傳，免疫和藥理學證據，T細胞在銀屑病發病機制中的作用已被廣泛接受，但免疫系統在銀屑病中被觸發的機制仍然是一個迷。銀屑病易感基因座PSORS1上的HLA-C*06：02（6p21.33）是銀屑病主要風險等位基因。最近的研究顯示ADAMTS樣蛋白5（ADAMTSL5）作為Vα3S1/Vβ13S1TCR的HLA-C*06：02呈遞的黑素細胞自身抗原，可導致產生IL-17的T細胞的活化，從而引起銀屑病發病。本文將對這一新鑒定的銀屑病的自身抗原作簡要綜述。

1.ADAMTSL5的結構與功能

1.1 ADAMTSL5結構

含凝血酶敏感蛋白-1（TSP-1）基序的解聚蛋白樣金屬蛋白酶(a disintegrin-like and metalloproteinase with thrombospondin motifs，ADAMTS)超家族是一類整合于細胞外基質或游離于血漿中的基質金屬蛋白酶亞家族，包括19種不同的ADAMTS蛋白[1]和至少7種ADAMTS-like（ADAMTSL）蛋白（ADAMTSL1-6和papilin）[2-3]。ADAMTSL5是具有獨特結構域的分泌型蛋白質，其包含N-末端TSR，富含半胱氨酸的模塊，間隔基模塊和C末端NTR模塊，其通過富含脯氨酸的片段連接到間隔區（見圖1）。人和小鼠ADAMTSL5中的TSR包含與其他ADAMTS蛋白相似的O-巖藻糖基化（Cys-Ser-Ser-Ser-Cys）和C-甘露糖基化（Trp-Thr-Pro-Trp-Val-Ser-Trp-Thr-Arg-Cys）的共有序列。人和小鼠ADAMTSL5氨基酸同一性為82%，總體相似度為88%。三個一致的N-連接的糖基化位點在人和小鼠ADAMTSL5中是完全保守的。ADAMTSL5NTR模塊含有幾個這個結構域特有的保守的殘基，特別是6個半胱氨酸殘基和多個疏水性氨基酸[4]。

圖1 ADAMTSL5結構圖

ADAMTSL5具有兩種新穎的結構特征，即C端不存在TSR模塊和擁有NTR模塊。NTR模塊含有6個半胱氨酸，通常形成具有以下模式的二硫鍵：C1-C4，C2-C5，C3-C6以及保守的疏水性/堿性基序。這些殘基在ADAMTSL5NTR模塊中是保守的，有類似的結構。除了這些保守結構，NTR模塊之間的總體序列的同源性很弱（通常只有20%或更低），盡管它們具有相似的三級結構。在導素（Netrins）、分泌型卷曲相關蛋白（SFRP）、補體因子C3，C4，C5、促膠原C-蛋白酶增強蛋白（PCOLCE）和金屬蛋白酶組織抑制劑（TIMPs）中均發現NTR模塊。Netrin-1在神經發育過程中的軸突誘導中具有良好的記憶作用，而Netrin-4是基底膜的一個組成部分，據報道可以調節神經元向外生長和淋巴管生成[5，6]。SFRPs通過與Wnt-配體結合而抑制Wnt信號傳導。而PCOLCEs能夠增強I型膠原蛋白酶BMP-1的活性。值得注意的是，這些功能不是由Netrins，SFRPs和PCOLCEs中的NTR模塊直接調節的，這被假定為輔助/輔助域[7]。這也表明ADAMTSL5中NTR-模塊的存在與netrin/DCC信號傳導功能不相關。ADAMTSL5和TIMP-1NTR模塊之間的同源性太弱，以至于通過BLAST搜索檢測不到。TIMP-1的NTR模塊位于其N端，它起金屬蛋白酶抑制劑的作用，其N-末端半胱氨酸對此功能至關重要。ADAMTSL5NTR位于C端并且還不知道裂解的NTR-模塊是否攜帶N-端半胱氨酸。HannahL[4]等沒有觀察到ADAMTSL5對ADAMTS5處理多功能蛋白聚糖（一種ADAMTS5底物）存在抑制作用。ADAMTSL5類似于在條件培養基和細胞外基質中發現的其他ADAMTS蛋白，其定位可能至少部分源自ADAMTSL5NTR-模塊的肝素結合特性。他們觀察到的C-末端加工可能通過分離肝素與NTR模塊的結合從而改變ADAMTSL5定位。

1.2 ADAMTSL5功能

ADAMTSL5結合重組原纖維蛋白-1和原纖維蛋白-2，并與培養的成纖維細胞裝配的原纖維蛋白微原纖維共定位。Hannah L.等[4]調查了ADAMTSL5與代表原纖蛋白-1和原纖蛋白-2的N-和C-末端重組多肽的結合。通過使用抗myc磁珠親和分離myc標記的ADAMTSL5，分離出了原纖蛋白-1的N端而不是C端片段。在不存在ADAMTSL5的情況下，原纖蛋白-1片段都不結合磁珠，這表明共分離是由ADAMTSL5與原纖蛋白-1結合。相反，原纖蛋白-2的N端和C端都能與ADAMTSL5結合；然而，N-末端的結合似乎比C-末端的結合強得多。利用體外微原纖維生物合成獲得了與原纖維結合的其他證據。高密度培養fBNL細胞（含原纖維蛋白-1和原纖維蛋白-2的雜聚體裝配體的原纖維蛋白微原纖維）數天后被消化。當在ADAMTSL5存在下，ADAMTSL5與微原纖維中的原纖維蛋白-1共定位，表明染色的結構是細胞外的并且對應于在ECM中含原纖維蛋白-1的微原纖維。用空載體轉染的HEK293F細胞（即不表達ADAMTSL5的對照）與fBNL細胞培養時，用抗ADAMTSL5抗體沒有觀察到信號。總之，這些發現與ADAMTSL5與原纖蛋白-1和原纖維蛋白-2以及它們的大分子組裝，即原纖維微原纖維的特異性結合一致。然而，ADAMTSL5與纖連蛋白相互作用的親和性共分離試驗不支持其與纖連蛋白的直接結合，類似于ADAMTSL5-原纖蛋白相互作用。事實上，ADAMTSL5是顯示與原纖蛋白-2相互作用的ADAMTS超家族的第一個成員。微纖維不僅是作為結構實體，而且作為細胞外基質中生長因子調節的關鍵機制。因此，ADAMTSL5與原纖維的結合在這些情況下可能是重要的。

2.ADAMTSL5與銀屑病發病機制

尋常型銀屑病是一種常見的T細胞介導的炎癥性皮膚病，有可疑的自身免疫性發病機制。人類白細胞抗原（HLA）I類等位基因（HLA-C*06：02）是主要的銀屑病風險等位基因。Arakawa等[8]發現從HLA-C*06：02陽性牛皮癬患者的表皮CD8+ T細胞克隆組成的Vα3S1/Vβ13S1T細胞受體（TCR）特異性識別HLA-C*06：02陽性黑素細胞。通過肽文庫篩選，他們鑒定了ADA MTSL5作為HLA-C*06：02呈遞的Vα3S1/Vβ13S1TCR的黑素細胞自身抗原。此外，ADAMTSL5刺激僅在來自銀屑病患者的CD8+T細胞中誘導銀屑病簽名細胞因子IL-17A，支持銀屑病自身抗原的作用。

Arakawa[8]等研究表明皮膚黑素細胞可以蛋白水解加工由黑素細胞天然表達的ADAMTSL5。該過程最終導致形成具有序列“VRSRRCLRL”的九肽，其能夠與HLA-I類分子HLA-C*0602和來源于銀屑病皮膚病變的致病性CD8 + T細胞上的特定T細胞受體（TCR）形成三元復合物。與免疫球蛋白基因相似，TCR基因通過恒定（C），可變（V），多樣性（D）和連接（J）區域的體細胞重組而有助于免疫應答中的抗原特異性。他們鑒定的TCR特異性異二聚體包含TCR a（Va3S1）和b鏈（Vb13S1），之后又設計了在能夠產生熒光讀數的雜交瘤細胞中該特異性異源二聚體TCR表達，并通過多種策略顯示其能與VRSRRCLRL反應。在Prinz的研究結果的基礎上，wei[9]等人評估了6例進行性銀屑病患者外周血單個核細胞（PBMCs）中的T細胞對VRSRRCLRL的應答反應，并研究了該肽與HLA-C*0602的相互作用。試驗證明VRSRRCLRL肽的第2，7和9位的氨基酸殘基“埋藏”在HLA-C*0602（分別為精氨酸，亮氨酸和亮氨酸）的抗原結合槽中，而其他殘基呈現出很大的帶正電的表面，高度暴露于TCR。HLA-C*0602等位基因被當做一個整體時比在肽結合槽中的任何單個氨基酸的變化更好解釋了遺傳關聯，這是從銀屑病中HLA相關性研究中出現的一個獨特特征。其他疾病，如艾滋病毒和類風濕性關節炎情況并非如此，其中HLA肽結合槽中特定氨基酸位置的作用似乎主宰任何“經典”HLA等位基因的作用。Wei等的結構研究提供了這種區別的可能解釋，即VRSRRCLRL肽的某些特定殘基提供與HLA-C*0602肽結合槽的安全和特異性結合，而其他的殘基提供與疾病有關的TCR相互作用的穩定表面。盡管VRSRRCLRL肽提供了與HLA分子之間結合關鍵的一端，TCR提供另一端，但這些肽必須由完整的蛋白質產生。Arakawa[8]實驗室的研究提供了關鍵的見解，即含有該肽的ADAMTSL5蛋白可以被黑素細胞處理以產生免疫反應性VRSRRCLRL肽。他們指出，這一發現至關重要，因為HLA I類分子呈遞細胞內蛋白產生的抗原，因此免疫應答應針對產生細胞。CD8 + T細胞與MART-1 +的黑素細胞在銀屑病病變中的相互作用證實了這一觀察結果，盡管這種相互作用不是以細胞毒性的方式。

雖然Arakawa實驗室發現除了黑素細胞（即角質形成細胞和成纖維細胞）以外的細胞類型在HLA-C*0602的情況下可以遞呈外源性添加肽VRSRRCLRL，但是他們注意到角質形成細胞和成纖維細胞不能內源激活Va3S1/Vb13S1 TCR，即使他們轉染了HLA-C*0602。這個有趣的觀察留下了角質形成細胞和成纖維細胞是否表達ADAMTSL5的問題。使用來自兔子，山羊和雞的三種不同的市售多克隆抗體染色正常和銀屑病皮膚，Bonifacio等人[10]最近報道了除黑素細胞外，在損傷性角質形成細胞，樹突細胞和T細胞中ADAMTSL5反應性增加。然而，在僅使用雞抗體的相同實驗室的隨后報道中，表達主要局限于樹突細胞，巨噬細胞和真皮中的一些T細胞。Li等[11]通過轉錄組分析發現ADAMTSL5 mRNA在無限增殖的角質形成細胞中以低但可檢測的水平表達，但在正常和銀屑病皮膚中分別為0.1%和0.06%。使用不同的“對照基因”，Prinz等報道ADAMTSL5 mRNA在黑素細胞和黑素瘤細胞中的表達水平高于銀屑病皮膚[8]。總之，這些發現提示角質形成細胞不是ADAMTSL5的主要來源。無論如何，ADAMTSL5是一種分泌蛋白，因此可以由一種細胞類型產生，并由另一種細胞如抗原呈遞細胞和T細胞攝取[12]。

3.ADAMTSL5與銀屑病的治療

Nonomura[13]等分析了在納武單抗（Nivolumab）治療期間發生或惡化尋常性尋常型銀屑病的三例黑素瘤患者中黑素瘤組織中ADAMTSL-5的表達。Nivolumab誘導的特發性尋常型銀屑病患者黑色素瘤組織中ADAMTSL5表達上調。在注射Nivolumab的黑色素瘤患者中，在黑素瘤組織中觀察到ADAMTSL5的表達和CD3+細胞的浸潤，CD3+細胞位于ADAMTSL5陽性細胞附近。作為對照患者，他們檢查了接受nivolumab治療的黑色素瘤患者，但沒有發展銀屑病，也沒有發現ADAMTSL5和CD3在黑素瘤組織中的共定位。通過調查患者的HLA基因型，但是患者表現出不同的基因型，并且都沒有與HLA-C*06：02對應。他們的研究表明ADAMTSL5在黑素瘤病變中的表達可能是預測銀屑病為Nivolumab給藥的不良作用的生物標志物。

4.展望

ADAMTSL5是Tsutsui[3]等人在本世紀早期發現的新蛋白質，能與原纖蛋白-1和原纖維蛋白2同時結合并促進原纖維形成。雖然其生理功能定義不明確，但特別感興趣的是其在銀屑病中作為自身抗原的作用。當其被HLA-C*06：02提呈時，可以成為銀屑病中產生IL-17的CD8+T細胞的活化抗原。對ADAMTSL5的深入研究為闡明銀屑病發病機制及靶向治療帶來了新希望。

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