（细胞生物学专业论文）pi3k在l选择素和psgl1信号通路中的作用研究.pdf

r ， f i l ff fi rli r l li i i if il ll 18 0 6 0 3 7 独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取 得的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文 中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以将学位论文的全部或部分内容 编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编本学位 论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名澎量壁塾 日 期：翟1 2 12 ：竺 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 指导教师签名： 日期： 电话： 邮编： 差 lj 摘要 在许多病理或生理条件下，白细胞将跨越血管内皮，迁移到下层组织从而离开血液， 这一过程称为白细胞跨内皮迁移( t e m ) 。目前已经明确，白细胞和内皮细胞上的许多粘 附分子以及调控粘附和趋化的胞内信号分子参与了白细胞的跨内皮迁移。一方面，这一 过程需要调控血管内皮的完整性。另一方面，血液中的白细胞需要被血管内皮捕获、沿 血管内皮滚动、粘附并穿越血管内皮，最终到达炎症部位。 参与白细胞跨内皮迁移的粘附分子主要有两类，即选择素家族分子和整合素家族分 子。其中，l 一选择素和p s g l - 1 分别是一种选择素和选择素配体。它们均组成性地表达 于白细胞微绒毛顶端，在白细胞跨内皮迁移过程中最先接触血管内皮。因此，l 一选择 素和p s g l - 1 在白细胞跨内皮迁移的起始粘附阶段起关键作用。事实上，它们不仅能够 识别并结合表达在活化的内皮细胞表面的相应配体，使白细胞在快速流动的血液中减 速，还能够作为信号受体向白细胞内转导并放大炎症信号，为白细胞和血管内皮之间建 立稳定粘附做准备。 有关l 一选择素和p s g l 一1 信号通路的研究有很多。通过对比研究l 一选择素和 p s g l - 1 所引起的信号通路，我们发现二者作为两种不同的信号分子，虽然其胞浆尾部 的氨基酸序列同源性很低，但是其信号通路却有很多相似性。二者的胞浆尾部都可以通 过e r m 蛋白和细胞骨架结合；二者都可以通过胞浆尾部募集信号复合体，引起c s f 一1 的表达上调。在某些条件下，l 一选择素和p s g l - 1 甚至可以通过协同作用而相互补偿其 生理功能。然而，目前还没有明确l 一选择素和p s g l - 1 如何引起相似的信号途径，也 没有找到这两条信号通路的整合点。在研究哪种激酶作为l 一选择素和p s g l - 1 信号通 路的关键整合点起作用时，我们注意到了p 1 3 k 这种特殊的激酶，它可以将磷脂酰肌醇 ( 4 ，5 ) 7 - 磷酸磷酸化为脂类第二信使磷脂酰肌醇( 3 ，4 ，5 ) 三磷酸，从而参与调控 细胞骨架和基因转录调控。我们的研究表明，在白细胞跨内皮迁移的起始粘附阶段，l 一选择素和p s g l - 1 可以作为e 一选择素的配体，引起f 一肌动蛋白的聚合和重新分布， 从而维持白细胞在e 一选择素上的滚动。p 1 3 k 在l 一选择素和p s g l l 受到e 一选择素刺 激后被迅速活化，在刺激5 分钟时活性最强，在刺激1 0 分钟时仍然能够检测到其活性。 活化的p 1 3 k 能够活化下游的细胞骨架调控者- v a v l ，p 1 3 k 的特异性抑制剂l y 2 9 4 0 0 2 能 够抑制e 一选择素刺激引起的v a v l 的活化。p 1 3 k 活化后通过调控f 一肌动蛋白聚合和重 新分布来参与中性粒细胞在e 一选择素上的滚动。但是p 1 3 k 经典的上游激酶s y k z a p 7 0 不参与p 1 3 k 的活化。此外，我们以j u r k a tt 细胞为材料，通过体外共转染和r e a l t i m e p c r 实验证明l 一选择素和p s g l - 1 还能够引起i l 1 8 的表达，从而为l 一选择素和p s g l 一1 作为信号受体参与白细胞活化提供了证据。p 1 3 k 也参与了l 一选择素和p s g l - 1 抗体交 联所引起的i l - 1 8 基因的表达。 综上所述，我们的实验首次表明，l 一选择素和p s g l - 1 可以通过p 1 3 k 作为二者信 号通路的关键整合点之一，参与调控细胞骨架和前炎症基因i l - 1 8 基因的表达，进而在 白细胞跨内皮迁移和白细胞活化过程中起关键作用。 关键词：中性粒细胞滚动；细胞骨架；l 一选择素；p s g l 一1 ；p 1 3 k ；i l 一1 8 i i a b s t r a c t u n d e rn u m e r o u sp a t h o l o g i c a lo rp h y s i o l o g i c a lc o n d i t i o n s ，l e u k o c y t e sw i l lt r a n s m i g r a t e t h r o u g ht h ee n d o t h e l i u mc l e f t st ot h eu n d e r l y i n gt i s s u e ，a n dt h i sp r o c e s si sc a l l e dl e u k o c y t e t r a n s e n d o t h e l i u mm i g t a t i o n ( t e m ) t i l ln o w ，i ti sk n o w nt h a tm a n ya d h e s i o nm o l e c u l e so n l e u k o c y t e sa n de n d o t h e l i u m ，a n dt h ei n t r a c e l l u l a rs i g n a l sw h i c hr e g u l a t ea d h e s i o na n d c h e m o t a x i sp l a yp a r t si nt h et r a n s e n d o t h e l i u mm i g t a t i o no fl e u k o c y t e s o no n eh a n d ，t h e i n t e g r i t yo fe n d o t h e l i u mn e e d s t ob er e g u l a t e di nt h ep r o c e s s o n et h eo t h e r ，t h el e u k o c y t e si n t h eb l o o dn e e dt ob ec a u g h ta n dr o l lo nt h ee n d o t h e l i u m , a d h e r et oa n ds u b s e q u e n t l yt r a v e r s e t h ee n d o t h e l i u ma n df i n a l l yr e a c ht h ei n f l a m m a t i o ns i t e s t h e r ea r em a i n l yt w ok i n d so fa d h e s i o nm o l e c u l e sw h i c ha r ei n v o l v e di nl e u k o c y t e t e m ，n a m e l yt h es e l e c t i na n di n t e g r i nf a m i l i e s ，a m o n gw h i c hl - s e l e c t i na n dp s g l - 1a r ea k i n do fs e l e c t i na n ds e l e c t i nl i g a n d ，r e s p e c t i v e l y t h e ya r eb o t he x p r e s s e dc o n s t i t u t i v e l yo n t h et i p so fl e u k o c y t em i c r o v i l l i ，a n da r et h ef i r s to n e st og e ti nt o u c hw i t ht h ee n d o t h e l i u m d u r i n gl e u k o c y t et e m t h e r e f o r e ，l - s e l e c t i na n dp s g l - 1f u n c t i o nc r u c i a l l yd u r i n gt h e i n i t i a la d h e s i o no fl e u k o c y t et e m i nf a c tl - s e l e c t i na n dp s g l - lc a nn o to n l yr e c o g n i z ea n d b i n dt h ec o r r e s p o n d i n gl i g a n d se x p r e s s e do na c t i v a t e de n d o t h e l i u m ，w h i c hs p e e d sd o w nt h e l e u k o c y t e si nt h ef a s t r u n n i n gb l o o d t h e yc a na l s of u n c t i o na ss i g n a lr e c e p t o r st ot r a n s d u c e a n da m p l yi n f l a m m a t i o ns i g n a l sw h i c hp r e p a r ef o rt h es t a b l ea d h e s i o nb e t w e e nl e u k o c y t e s a n de n d o t h e l i u m t h e r ea r eq u i t eal a r g en u m b e ro fr e s e a r c h e so nl - s e l e c t i na n dp s g l1s i g n a l i n g b y c o m p a r i n gt h es i g n a l i n gp a t h w a y si n i t i a t e df r o ml s e l e c t i na n dp s g l - l ，w ef o u n dt h a tt h e r e a r eg r e a ts i m i l a r i t i e sb e t w e e nt h e m ，a l t h o u g ht h e ya r ed i f f e r e n ts i g n a lm o l e c u l e s ，a n dt h e a m i n oa c i ds e q u e n c e so ft h e i rc y t o p l a s m i cd o m a i na r eo fl o wh o m o l o g y b o t ht h e i r c y t o p l a s m i cd o m a i n sa r ec o n n e c t e dt oc y t o s k e l e t o nb ye r m b o t ho ft h e mr e c r u i ts i g n a l c o m p l e x e st h r o u g ht h e i rc y t o p l a s m i cd o m a i n sa n du p r e g u l a t ec s f 一1g e n ee x p r e s s i o n u n d e r s o m ec o n d i t i o n s l s e l e c t i na n dp s g l1c a ne v e nf u n c t i o ns y n e r g i c l yt oc o m p e n s a t ee a c h o t h e r sp h y s i o l o g i cf u n c t i o n h o w e v e r , t i l ln o wi ti sy e tu n k n o w nh o wl - s e l e c t i na n d p s g 【广1i n i t i a t es i m i l a rs i g n a l i n gp a t h w a y s 。n o ra n yc r o s s l i n k i n gb e t w e e nt h et w op a t h w a y s h a sb e e nf o u n d d u r i n gi n v e s t i g a t i n gw h i c hk i n a s ei n t e g r a t e st h el - s e l e c t i na n dp s g l - 1 s i g n a l i n gp a t h w a y s ，w en o t i f i e dp 1 3 k ，ak i n do fc r i t i c a ll i p i dk i n a s e ，w h i c hp h o s p h o r y l a t e s p t i n s ( 4 ，5 ) p 2i n t ot h el i p i ds e c o n dm e s s e n g e rp t i n s ( 3 ，4 ，5 ) p 3 ，a n dt h e r e b yi n v o l v e si nt h e r e g u l a t i o no fc y t o s k e l e t o na n dg e n et r a n s c r i p t i o n t h es t u d i e si nt h i sa r t i c l ed e m o n s t r a t et h a t d u r i n gl e u k o c y t et e m ，l s e l e c t i na n dp s g l 1a c ta st h el i g a n d sf o re s e l e c t i n ，a n di n d u c e f a c t i na s s e m b l ya n dr e d i s 雠b u t i o n a n dt h e r e b ys u p p o r tl e u k o c y t er o l l i n go ne s e l e c t i n p 1 3 ka c t i v a t i o n p e a k i n gw i t h i n5m i n u t e si si n d u c e dr a p i d l yu p o nl s e l e c t i na n dp s g l - 1 s t i m u l a t i o nw i t he s e l e c t i n a n dc a nb ed e t e c t e du n t i l1 0m i n u t e a f t e rp 1 3 ka c t i v a t i o n ，v a v l ( t h ep i v o t a ld o w n s t r e a me f f e c t o ro fp 1 3 ks i g n a l i n gp a t h w a yi n v o l v e di nc y t o s k e l e t o n r e g u l a t i o n ) i sa c t i v a t e d f u r t h e r m o r e ，t h ef a c t i nr e a r r a n g e m e n ta n da s s e m b l ym e d i a t e db y i i i l i g a t i o nw i t l le s e l e c t i nw e r eb l o c k e db yl y 2 9 4 0 0 2 ap 1 3 ks p e c i f i ci n h i b i t o r a d d i t i o n a l e x p e r i m e n t ss h o w e dt h a tp 1 3 ka c t i v i t yw a si n v o l v e di nn e u t r o p h i lr o l l i n go ne s e l e c t i n h o w e v e r , s y k z a p 7 0 ，t h ew e l l k n o w nu p s t r e a mk i n a s eo fp 1 3 kw a sn o ti n v o l v e di nt h i s e v e n t t h e s ed a t as u g g e s tt h a tp 1 3 ki sr e q u i r e df o rt h ef a c t i n b a s e dc y t o s k e l e t o nc h a n g e s d u r i n gn e u t r o p h i lr o l l i n go ne s e l e c t i n ，w h i c hm a yc o n s e q u e n t l yr e g u l a t et h er o l l i n ge v e n t a n dl y 2 9 4 0 0 2 ，t h ep 1 3 ks p e c i f i ci n h i b i t o rc a nb l o c kt h ea c t i v a t i o no fv a v lu p o ne s e l e c t i n s t i m u l a t i o n p 1 3 kp l a y sap a r ti nn e u t r o p h i lr o l l i n go ne - s e l e c t i na f t e ri t sa c t i v a t i o nb y r e g u l a t e f a c t i n a s s e m b l ya n dr e d i s t r i b u t i o n b u tt h et y p i c a lu p s t r e a mp 1 3 kk i n a s e s y k z a p 7 0i sn o ti n v o l v e di nt h ea c t i v a t i o no fp 1 3 k a d d i t i o n a l l y ，u s i n gj u r k a ttc e l l s ，w e d e m o n s t r a t e db yc o t r a n s f e c t i o na n dr e a lt i m ep c rt h a tl - s e l e c t i na n dp s g l 1c a na l s o i n d u c et h ee x p r e s s i o no fi l - 18a n dp 1 3 ki sa l s or e q u i r e df o rt h er e g u l a t i o no fi l 18g e n e e x p r e s s i o n t a k e nt o g e t h e r ，o u re x p r e m e n t si m p l yf o rt h ef i r s tt i m et h a tl - s e l e c t i na n dp s g l - 1c a n u s ep 1 3 ka st h ec r o s s l i n k e ro ft h e i rs i g n a l i n gp a t h w a y st or e g u l a t ec y t o s k e l e t o na n dt h e e x p r e s s i o no ft h ep r e i n f l a m m a t i o nf a c t o ri l - 18 ，a n dt h e r e f o r ep l a yc r u c i a lp a r t si nl e u k o c y t e t r a n s e n d o t h e l i u mm i g r a t i o na n dl e u k o c y t ea c t i v a t i o n k e yw o r d s ：n e u t r o p h i lr o l l i n g ；c y t o s k e l e t o n ；l s e l e c f i n ；p s g l - 1 ；p 1 3 k ；i l 。1 8 i v 3 目录 中文摘要：i 英文摘要i i i 目录v 英文缩写词v i i i 引言1 一、选择素及其配体概述3 ( 一) 选择素的组成和结构3 ( - - ) 选择素的表达调控及定位4 ( 三) 选择素的配体5 1 l 一选择素和e 一选择素的配体5 2 p 一选择素的配体6 ( 四) 选择素与配体的生理功能7 1 选择素通过与其配体的相互作用参与白细胞的起始粘附7 2 选择素及其配体作为信号受体向胞内传递信号7 二、p 1 3 k 概述1 0 ( 一) p 1 3 k 的分类及基本结构1 0 ( 二) p 1 3 k 的活性调节1 2 ( - - ) p 1 3 k 的生理功能1 3 1 p 1 3 k 与细胞凋亡1 4 2 p 1 3 k 与细胞周期调控1 4 3 p 1 3 k 与基因转录调控1 4 4 p 1 3 k 与细胞骨架1 4 5 p 1 3 k 的抑制剂1 5 三、v a v i 概述1 7 ( 一) v a v 的组成与分布1 7 ( 二) v a v i 在信号转导中的作用1 8 ( 三) v a v l 活性调控1 8 四、s y k z a p 7 0 概述2 1 v ( 一) s y k z a p 7 0 的结构2 1 ( 二) s y k z a p 7 0 与白细胞信号转导2 1 实验材料与方法2 4 一、实验材料2 4 ( 一) 细胞2 4 ( 二) 抗体2 4 ( - - ) 试剂2 4 ( 四) 质粒2 5 ( 五) 引物2 5 ( 六) 主要仪器及设备2 5 二、实验方法2 5 ( 一) 中性粒细胞的提取2 5 ( 二) 体外模拟毛细血管的层流实验2 6 ( 三) 免疫荧光分析及流式细胞仪分析2 6 ( 四) 亚细胞组份的分离及提取2 7 ( 五) 蛋白质免疫共沉淀2 8 ( 六) 蛋白质电泳和免疫印迹( w e s t e r nb l o t ) 检测2 8 ( 七) j u r k a t 细胞的培养2 9 ( 八) 质粒的大量制备2 9 ( 九) 瞬时转染3 1 ( 十) 荧光素酶双报告检测3 1 ( 十一) r t p c r ，r e a l - t i m ep c r 3 l 实验结果与分析3 4 一、l 一选择素p s g l - i 与e 选择素相互作用介导中性粒细胞在e 一选择素上的滚动3 4 二、用e 一选择素交联中性粒细胞表面的l 一选择素和p s g l - i 能够引起f _ 肌动蛋白的 重新分布和聚合3 4 三、中性粒细胞在e 一选择素上的滚动依赖于e 一选择素和l 一选择素p s g l - i 相互作 用所引起的f 一肌动蛋白重新分布和聚合3 6 四、p 1 3 k 在l 一选择素和p s g l l 受到e 一选择素交联后活化3 8 五、p 1 3 k 参与e 一选择素交联引起的f 一肌动蛋白重新分布和聚合4 1 六、中性粒细胞在e 一选择素上的滚动依赖于p 1 3 k 4 3 七、s y k z a p 7 0 不参与中性粒细胞在e 一选择素上滚动过程中p 1 3 k 的活化4 4 八、p 1 3 k 参与了l 一选择素和p s g l - i 交联引起的i l - 1 8 基因的表达4 5 讨论4 8 结。论5 1 v l 主要创新点 参考文献 致谢 在学期间公开发表论文及著作情况 v n l i 产 b a d b c l x 】b c l 2 b c r c a b l c s k 3 c y cd 1 e l f 2 b f a s l f o x o g e f g r b 2 m i k k , i l 1 8 i p i t a m l a tb l c k m ：a p k m t o r n f l c b p d k l p k b p k c p l c ? p 1 3 k p i p 2 p 口3 r a s 王姐- p c r s o s s 6 k t c r t n f a t s c t s c 2 g u a n i n ee x c h a n g ef a c t o r g r o w t hf a c t o rr e c e p t o rb o u n dp r o t e i n2 i m m u n o b l o t i n h i b i t o r yr j 3k i n a s e i n t e r l e u k i n - 18 i m m u n o p r e c i p i t a t i o n i m m u n o r e c e p t o rt y r o s i n eb a s e d a c t i v a t i o nm o t i f s l a t r u n c u l i nb l y m p h o c y t e - s p e c i f i cp r o t e i nt y r o s i n ek i n a s e m i t o g e n - a c t i v a t e dp r o t e i nl 【i n a s e m a m m a l i a n t a r g e to fr a p a m y c i n n u c l e a rf a c t o rr d 3 p h o s p h o i n o s i t i d e - d e p e n d e n tk i n a s e1 p r o t e i nk i n a s eb ( a l s oc a l l e dh k t ) p r o t e i nk i n a s ec p h o s p h o l i p a s ec y p h o s p h a t i d y l i n o s i t o l3 - k i n a s e p h o s p h a t i d y l i n o s i t o l ( 4 ，5 ) - b i s p h o s p h a t e p h o s p h a t i d y l i n o s i t o l ( 3 ，4 ，5 ) - t r i p h o s p h a t e r o u sa v i a ns a r c o m a p o l y m e r a s ec h a i nr e a c t i o nw i t h r e v e r s et r a n s c r i p t i o n s o no fs e v e n l e s s s 6k i n a s e t - c e l lr e c e p t o r t u m o rn e c r o s i sf a c t o r t u b e r o u ss c l e r o s i sc o m p l e x 而6 e r i n v i i i z a p 7 0 4 e b p l z a t a - a s s o c i a t e d p r o t e i n e u k a r y o t i ci n i t i a t i o nf a c t o r4 fb i n d i n gp r o t e i n i x 东北师范大学博士学位论文 引言 炎症是机体抵御有害刺激或损伤的一种防御性反应，它是一个由多种因子和细胞参 与的复杂的病理过程。根据其病程可以分为急性炎症和慢性炎症。白细胞是炎症过程的 重要反应细胞。其中，中性粒细胞主要参与急性炎症，它们构筑了机体抵御微生物入侵 的第一道防线；巨噬细胞和淋巴细胞则主要参与慢性炎症。但在某些特定的条件下，部 分慢性炎症也可转化为急性炎症。 炎症反应的重要标志是以血管反应为核心的白细胞跨内皮迁移。这一过程可以被人 为地分为三个连续的阶段( 图卜1 ) 。第一阶段：白细胞被活化的血管内皮捕获，并在 血管剪切力的作用下向前滚动( 起始粘附阶段) 。第二阶段：白细胞在血管内皮上稳定 粘附并铺展。第三阶段：白细胞穿越血管内皮细胞之间的细胞间隙进入周围组织n ，羽。 目前已知，在此过程中许多趋化因子和粘附分子扮演着重要角色。 w l e u ! d i a 幻k o c y _ t e 扣捌酬阱啪g g 嘴。喇嗍+ + _ 7 1 m e s c a er i i s e ( ：s e c o n d ss u b s e c o n ds e c o n d s m i n u t e s 壤纂 鑫，删咖蜊 佟t 图1 - 1 白细胞跨内皮迁移过程及各阶段的参与分子 粘附分子是细胞表面表达的一类糖蛋白的总称。选择素是粘附分子的一类，它们通 过与表达于白细胞或血管内皮细胞表面的配体相互作用，参与白细胞的起始粘附( 即滚 动过程) 。l 一选择素和p s g l 1 分别是白细胞表面的选择素和选择素配体，它们组成性 地表达在白细胞微绒毛的顶端。这种特殊的定位关系决定了它们在白细胞与血管内皮相 互作用过程中最先行使功能。然而这两种粘附分子在白细胞起始粘附过程中的作用不仅 表现于作为锚定分子，将白细胞捕获到活化的内皮细胞上。它们还能作为信号受体向细 胞内转导信号，参与细胞的活化口4 3 。 近年来，对于l 一选择素和p s g l 一1 的信号转导功能已有大量文献报道。一些研究 东北师范大学博士学位论文 表明，l 一选择素被抗体交联可以引起淋巴细胞内由p 5 6 l c k 、g r b 2 s o s 、r a s 、m a p k 以 及r a c 2 参与的细胞骨架改变璐6 3 和0 2 一的合成口3 ，也可以引起n f a t 的入核船1 、神经酰胺 的合成旧1 。在中性粒细胞中，l 一选择素的抗体交联能够引起细胞内c a 2 + 的释放、过氧化 物的生成、整合素的活化、i l 一8m r n a 的合成和细胞粘附能力的增强等n 羽。此外，在 中性粒细胞粘附和跨内皮迁移过程中，l 一选择素还可以为趋化因子提供共刺激信号 u a 1 4 1 。p s g l 一1 作为信号分子受体的研究比l 一选择素稍晚，p s g l - 1 被抗体交联能够增强 中性粒细胞酪氨酸的磷酸化水平，活化m a p k 信号通路，引起中性粒细胞的细胞骨架改 变以及基因表达的上调n 副。最近也有研究将l 一选择素和p s g l - 1 与脂筏的研究相联系， 证明l 一选择素和p s g l 一1 的信号转导功能与细胞膜上的脂筏粘附受体的结构密切相关 e l e ，1 7 3 0 虽然p s g l 一1 是不同于l 一选择素的信号分子受体，但是却可以引起细胞内一系列 和l 一选择素信号转导相似的事件( 图1 - 2 ) 。主要体现在以下几方面：l 一选择素和 p s g l 一1 的胞浆尾部都可以和e r m 蛋白结合n 蚴1 ；用l 一选择素和p s g l - 1 的抗体分别刺 激白细胞，都可以引起整合素的活化、m a p k 信号通路的活化、i l 一8 的分泌、c s f 一1 的表达；用l 一选择素和p s g l 一1 的抗体分别刺激淋巴细胞，都可以使细胞内的f 一肌动 蛋白聚合并且重排瞳卜翱。由于l 一选择素和p s g l - 1 是参与白细胞起始粘附的主要粘附分 子，而且其信号途径有很多相似性，所以探究这两种信号受体如何引起相同或相似的生 理事件对于深入了解炎症发生时白细胞与血管内皮之间的作用方式非常必要。对某些信 号事件的人为控制，还可以用于预防和治疗炎症。 图卜2 由l - s e l 和p s g l 一1 所引起的相似信号 ( 实线箭头l s e l 信号通路；虚线箭头p s g l - 1 信号通路) 2 ( 一) 选择素的组成和结构 选择素是上世纪末发现的一类i 型跨膜糖蛋白。包括三个成员，分别是l 一、p 一 和e 一选择素。 三种选择素结构大致相同( 图1 - - 3 ) ，都包含依赖c a 2 + 的凝集素样结构域( c l e c t i n d o m a i n ) 、表皮生长因子样结构域( e g f - l i k ed o m a i n ) 以及短的补体重复结构域( s c r s ， s h o r tc o n s e n s u sr e p e a t s ) 、跨膜结构域和胞浆尾部。不同之处在于不同选择素的补体 样重复结构的数目有所变化：l 一选择素包含两个补体调节蛋白；p 一选择素包含9 个补 体调节蛋白；e 一选择素包含6 个补体调节蛋白船榭1 。 图1 - 3 选择素的结构 选择素家族成员( l 一、e 一、p - ) 结构包括c a 2 + 依赖的凝集素样结构域( c l e c t i nd o m a i n ) ，表皮生长因子样结构域( e g f - l i k ed o m a i n ) ，2 9 个短的补体样重复结构域( s c r s ，s h o r tc o n s e n s u sr e p e a t s ) ，跨膜结 构域和一个短的胞浆尾部结构域。 选择素的胞外结构( c - l e c t i nd o m a i n ，e g f - l i k ed o m a i n ，s c r s ) 在不同种属间呈 现出很高的同源性。其中，凝集素样结构域和表皮生长因子样结构域的同源性为6 0 一 6 5 ，s c r 结构域的同源性为4 0 - - 4 5 。这种高度保守的结构域为三种选择素识别同型 糖配体提供了结构基础。 依赖c a 2 + 的凝集素样结构域主要通过c a 2 + 与细胞表面的糖配体结合，从而参与细胞 3 东北师范大学博士学位论文 与细胞之间的粘附口7 1 ；表皮生长因子样结构域可以通过稳定凝集素样结构域的构象间 接起作用，也可以通过与配体结合而直接起作用，主要参与配体识别及细胞粘附啪 。 虽然单独的凝集素样结构域能够使白细胞之间发生粘附，却不能使粘附状态达到最佳 啪，州。只有在凝集素样结构域和表皮生长因子样结构域的共同参与下，选择素才能够以 最佳的构象与配体结合。 人们曾经认为s c r 结构域在识别配体方面不发挥重要作用，这是由于哺乳动物选择 素的s c r 结构域在进化过程中不断丢失，而且各种选择素的s c r 结构域之间存在多变性。 然而，也有研究者发现s c r 结构域能够稳定配体的结构，进而增强选择素与配体的亲和 力，并且在信号传导中也发挥重要作用。缺失s c r 结构域的l 一选择素与专一性识别其 凝集素样结构域的单克隆抗体( m e l - 1 4 ) 的亲和力很低，表明s c r 结构域和稳定凝集素样 结构域的构象有关，也和增强l 一选择素与配体的亲和力有关口。另有研究表明，能够 高效的识别e 一和l 一选择素s c r 结构域的单克隆抗体( e l 一2 4 6 ) 在静止和流动状态下 均可有效的抑制l 一和e 一选择素的粘附功能口副。与这一体外实验结果相一致的体内研 究也表明，用e l 一2 4 6 单克隆抗体预先处理淋巴细胞将会明显抑制淋巴细胞向外周淋巴 结归巢，这就提示我们s c r 结构域在淋巴细胞归巢过程中起重要作用盼刘。此外，在l 一 选择素依赖的信号通路中，如在l 一选择素被识别其s c r 结构域的抗体( l a m i 一1 4 ) 交 联所引起的超氧离子形成过程中，s c r 也起了重要作用阻3 5 1 。 三种选择素的跨膜区和胞浆尾部不具有同源性，但同一种选择素的跨膜区和胞浆 尾部在不同物种间的同源性却很高，表明跨膜区和胞浆尾部在功能上具有专一性口引。有 研究表明它们也参与了白细胞的粘附和胞外信号向胞内的传递。尤其是胞浆尾部在选择 素作为信号受体引起胞内信号过程中具有重要作用。 ( 二) 选择素的表达调控及定位 选择素的表达分为组成性表达和非组成性表达。其中，l 一选择素组成性的表达于 几乎所有的白细胞表面。p 一选择素非组成性的表达于活化的血小板和血管内皮静脉上。 e 一选择素非组成性的表达于活化的血管内皮上。在炎症过程中，白细胞与血管内皮之 间建立联系时，选择素与其配体的作用是必要的，所以选择素的表达对于白细胞在血管 内皮上的起始粘附具有重要意义。 三种选择素的基因位于人类和小鼠的第1 号染色体上，长度大约为3 0 0 k b ，按照p l e 的顺序排列。同一基因的不同外显子负责编码选择素分子的大部分结构域，但胞 浆尾部是由两个外显子负责编码的口7 1 。 e 一选择素的表达主要局限于活化的内皮细胞。处于炎症环境中的内皮细胞在细胞 因子( 如t n f q 或i l 一1p ) 或脂多糖( l p s ) 的诱导下能够在转录水平调控e 一选择素 的表达啪3 9 1 。在刺激3 4 小时后在细胞表面的表达水平达到最大值h 们。 p 一选择素是一种分子量为1 4 0 k d 的糖蛋白，可通过以下两种方式被诱导表达。一 种是储存在血小板的q 颗粒中或内皮细胞的w e i b e lp a l a d e 小体中的p 一选择素在受到 4 东北师范大学博士学位论文 血小板活化因子( p a f ) 、凝血酶或组胺等的刺激后，被迅速的转运到血小板和内皮细胞 表面。另一种是在t n f - q 、i l 一4 或o n c o s t a t i nm 的刺激下上调p 一选择素的转录水平 和蛋白表达水平h 1 4 钔。 l 一选择素在白细胞表面的分布不是随机的，它优先表达于微绒毛顶端和细胞褶皱 的顶端阻5 拍1 ，这对于促进白细胞被内皮细胞捕获以及加强已经建立的白细胞在内皮细胞 上的滚动都有重要意义。然而，s t e i n 等人证明l 一选择素在微绒毛顶端的定位不具有 普遍意义，仅仅对于白细胞在直径2 0 - 4 0 微米的小静脉上的起始粘附是有利的h 7 1 。此外， 活化的白细胞通过使l 一选择素脱落来调控其在细胞表面的表达。当细胞受到细胞因子 ( 如c 5 a 、f m l p 、t n 卜q 、g m c s f 、i l 一8 ) 和p m a 的刺激时，l 一选择素会从细胞表面 迅速脱落，从而在血清中检测到可溶性的l 一选择素。有关l 一选择素脱落的分子机制 的研究证明，在蛋白酶的作用下在靠近质膜的