红细胞膜蛋白与膜骨架.doc

红细胞膜蛋白与膜骨架第9卷第4期20o5年12月生命科学研究LifeScienceResearchV01.9NO.4Dec.2005?综述?红细胞膜蛋白与膜骨架卢义钦,刘俊凡(中南大学湘雅医学院生化教研室,中国湖南长沙410078)摘要:近10多年红细胞膜领域的研究取得了可观的进展,在红细胞膜蛋白的结构一功能相关和相互作用以及红细胞膜障碍多方面都有新的发现和开拓.现主要就国内外有关报道作一扼要综述,涉及红细胞膜蛋白的组成,功能及其相互作用,红细胞膜骨架和红细胞膜蛋白疾病等研究进展.关键词:红细胞;膜蛋白;相互作用;功能障碍;膜骨架中图分类号:Q592.1;Q513文献标识码:A文章编号:1007-7847(2005)04-0283-09ErythrocyteMembraneProteinsandMembraneSkeletonLUYiqin,(DepartmentofBiochemistry,XiangyaSchoolofMedicine,UUJunfanCentralSouthUniversity,Changsha410078,Hunan,China)Abstract:Considerableadvancesintheresearchfieldoferythrocytemembranehavebeenachievedwithinrecenttwodecades.Newfindingsinthestructure-functioncorrelationandinteractionsoferythrocytemembraneproteinsattractedextensiveattention.Interestingprogresswasalsomadeinthemolecularpathogenesisoferythrocytemembranedisorders.Advancesinthecomposition,functionandinteractionoferythrocytemembraneproteins,erythrocytemembraneskeletonandrelevantdiseasesareherebrieflydescribedandsummarizedonthebasisofdomesticandWOrldliteratures.Keywords:erythrocyte;membraneproteins;interaction;红细胞在血液中担负着重要的吐故纳新功能,从肺运输氧到组织,再将组织的COz运返肺排出.红细胞只外覆一层浆膜(plasmamem.brane),不含内膜与胞核,其胞浆的内容物主要是血红蛋白(Hb)与少量细胞内蛋白质.正常时红细胞呈双凹面圆盘状,直径7m,形态柔顺,能被挤压通过更小直径的毛细血管,循环血流中能抵抗血管和脏器壁的切应力而不致碎裂.它们这种特有的柔韧性(flexibility)和变形性(deformability)functionaldisorders;membraneskeleton(LifeScienceResearch,2005,9(4):283291)源自本身的膜结构和细胞骨架(cytoskeleton)支撑.近十多年来,红细胞膜蛋白的结构与功能相互关系以及红细胞膜病(membranopathy)的分子基础研究取得了很大进展.现拟就该领域的4个方面扼要作一综述,以人红细胞为主线,也涉及某些哺乳动物红细胞.1红细胞膜蛋白1红细胞膜是一种多成分的复杂结构,属于由收稿日期:20050330;修回日期:2005.08.06基金项目:中华医学基金会(CMB)资助项目(900105)作者简介:卢义钦(1928.),男,湖北宜昌市人,中南大学湘雅医学院教授,主要从事红细胞膜与红细胞代谢研究,Telmail:;刘俊凡(1934一),女,湖南长沙市人,中南大学湘雅医学院教授,从事红细胞膜与红细胞代谢研究.生命科学研究20o5年多种蛋白质与脂质组成的双层膜.通常依据十二烷基硫酸钠一聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDSPAGE)进行分离时它们所在区带的迁移率给予命名和序号(图1).区带4.95分子质量(kD)血影蛋白240口血影蛋白220锚蛋白206区带3肌动蛋白9580764842|6期磷酸甘油醛一35脱氢醇图l红细胞膜蛋白的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱.考马斯亮兰染色(血型糖蛋白未能显示)Fig.1SDS-polyacrylamidegelelectrophoreticpatternoftheerythrocytemembraneproteinsstainedwith+Cooma.ieblue(glycophorinsarenotshown)红细胞膜蛋白一般可分为两大组:1.1外周蛋白(Peripheralproteins)1.1.1血影蛋白(spectrin;Sp)占总膜蛋白的25%一30%,由等量的.Sp(区带1)与卢-Sp(区带2)两个亚基组成,两者被不同的基因编码.每个红细胞含有约20万个与卢-Sp拷贝.与-Sp链以反向平行方式缠结,形成异质二聚体,后者两分子再头部对头部经自身缔合而形成四聚体(图2A).Sp异质二聚体是杆样可曲屈的细丝,长度约为100nm.Sp的分子质量为240kD,携有20个同源的106个氨基酸重复段节和两个非同源段节.口一Sp的分子质量为220kD,携有17个同源的106个氨基酸重复段节,一个含肌动蛋白结合域的非同源N端段节以及一个含酪蛋白磷酸化部位共有序列的非同源C端短段节.胰蛋白酶的限制性裂解,可将Sp的与亚基链分离成5个和4个结构域,称为IV与IIV.和Sp所含106个同源氨基酸的段节,可折叠成由3条反向平行段节组成的螺旋重复单位,借助短的非螺旋段节相连(图2B).此重复段节中的一些氨基酸高度保守,例女旷第45位的Trp一般不变动,而第26位氨基酸始终是Leu.其他保留的亲水性氨基酸则包括第22位(Arg);38位(Asp);72和101位(His)等.通过与膜蛋白的相互作用,Sp担负的功能在维持红细胞的正常形态,调节整合膜蛋白的侧向运动,并为脂双层提供结构支撑.在非幼红细胞系细胞,Sp则涉及质膜蛋白局部浓度的促成或维持,参与细胞交叉(celliunction)形成的早期阶段以及调节分泌小泡进入质膜.编码人红细胞与口.Sp的全长cDNA己被分离和鉴定.Sp基因的染色体定位在lq22一q23,其全长约80kb,共有52个外显子,可编码2429个氨基酸残基,预测表达产物的分子质量为280kD.口.Sp基因的染色体定位在14q23一q242,其全长逾100kb,约有32个外显子,可编码2137个氨基酸残基,预测表达产物的分子质量为246kD.1.1.2锚蛋白(ankyrin;区带2.1),区带2.1是在搜寻红细胞膜Sp的膜附着位点时发现的,被命名为锚蛋白.早先曾将包括区带2.1,2.2和2.3在内的整个家族统称为锚蛋白,但现已弃用.人锚蛋白属于不对称的极性蛋白质,分子质量为206kD,含有1881个氨基酸残基.它是分子大小不同蛋白质的混合物,由3个糜蛋白酶裂解确定的功能域组成:1)89kDN端域一从Pro2扩延到Phe827,含有同区带3和微管蛋白(tubulin)结合的位点;2)中央62kD结构域一从Lys828开始,终止于Leul382或Tvrl386或两者.它含有同卢-Sp及中间细丝蛋白波形蛋白(vimentin)与肌纤维蛋白(desmin)】结合的位点,借此将Sp锚定在胞膜上;3)调节域一由剩余的495499个C端氨基酸组成.它参与广泛的选择性mRNA加工并调谐锚蛋白同Sp和区带3的相互作用.此55kD的C端结构域可影响锚蛋白的流体动力学性质,且对蛋白酶极为敏感.提示该结构域的组装较松散,其最末端的20kD段节第4期卢义钦等:红细胞膜蛋白与膜骨架285(B)图2血影蛋白(Sp)的自身缔合模式(A)Sp异质二聚体的形成,.Sp的N端同.sp的c端以反向平行方式相互作用,形成异质二聚体.继而两个二聚体又以头部对头部方式相互作用,以形成Sp四聚体;(B)一Sp自身缔合接触部位的三股螺旋模型以及4个相邻的.Sp重复单住.各种符号(如口口,等)表明在遗传性椭圆形红细胞贫血(HE)或遗传性热变异形红细胞症(HPP)患者中确认的遗传缺损.箭头所指为伴有不同突变的Sp分子内胰蛋白酶异常裂解位点161.Fig.2Aschematicmodelofspectrinheterodimerself-association(A)FormationofSpheterodimer.TheNterminusofthe口unitinteractswiththe口unitinanantipalallelfashiontoformSpheterodimer.TwoSpdimmersinteractinaheadto.headfashiontoformaSptetramert:(B)Triplehelicalmodelofthe一Spself-associationcontactsiteandfouradjacentOr一Sprepeats.Symbols(e.g.口口,etc.)denotegeneticdefectsidentifiedinpatientswithhereditaryelliptocytosis(HE)orhereditarypyropoikil0cytosis(HPP).Theabnor-maltrypticcleavagesitesinSpassociatedwithdifferentmutationsaleshownbyalfOWS【6,可能呈尾状从锚蛋白分子伸出.1.1.3蛋白4.1约占膜蛋白的6%.凝胶电泳时可将它分成4.1a和4.1b两个同源型(isoforms),分子质量各为80kD和78kD.4.1基因定位于第1号染色体,靠近Rh蛋白座位.它常遭受细胞分化和组织特异的选择性mRNA加工.蛋白4.1具有两项重要功能:1)其l0kD的Sp结合域同一Sp的N端区相互作用以促进sp与肌动蛋白结合;2)其N端结构域则同血型糖蛋白C(GPC)和脂双层的内半小叶(innerhemileaflet)带负电荷脂类结合,从而使Sp四聚体的远端附着于红细胞膜.1.1.4肌动蛋白(actin;区带5)分子质量为42kD,是肌肉收缩和细胞运动的重要蛋白质.每个红细胞含有4050万个肌动蛋白单体.它在红细胞膜内可能形成由l2.14个单体组成的F一肌动蛋白短原丝,长约3040nm.卢?肌动蛋白参与交叉复合物(iunctionalcorn.plex;JC)的形成(见下节).1.1.5蛋白4.2在红细胞内它携有与Sp或锚蛋白相同的拷贝数目.它可与区带3的胞浆域,锚蛋白和蛋白4.1等缔合,其功能尚不清楚.如完全缺失蛋白4.2会引起球形.卵形红细胞症与溶血性贫血,提示它对维持红细胞膜的完整性起到一定作用.1-2整合蛋白(Integralproteins)I.2.I区带3(band3)为红细胞的主要跨膜蛋白质,约占总膜蛋白的25%,每个红细胞含有10个拷贝的区带3原体(分子质量95kD),它们可能以同质二聚体,四聚体或寡聚体存于膜内,其多态性出现在约6%的人群.区带3的两项重要功能是:1)阴离子的跨膜转运.通过膜转运体构象改变的乒乓机理,借助氯离子转移(chlorideshift),完成HCOs一与Cr在红细胞膜内外的交换,将组织代谢释出的COz运往肺部;2)为锚蛋白,蛋白4.I和4.2提供结合部位,并可与一些糖酵解酶类,血红蛋白和高铁血色素结合.该两项功能均由两结构域介导,即位于胞浆的40kDN端锚蛋白结合域以及跨越红细胞膜l3一l4次的C端55kD阴离子转运部分.区带3的N端深藏于胞浆内,而其C端则伸延到红细胞膜外.区带3分子上有单个生命科学研究2005正外位点(Asn.642)被糖基化.1.2.2血型糖蛋白(GP)【,91其分子的60%是糖类,多肽链的N端伸展到红细胞膜外.散在的16个寡糖侧链大多由四糖或三糖组成.其终端糖为唾液酸.经电泳分离后以过碘酸.Schiff(PAS)试剂染色,正常人红细胞膜可显示45条GP区带.人GP属跨膜唾液酸糖蛋白家族,包括GPA,B,C,D(或称,8,卢,GPs)及GPE.GPA,B和E携有MNSs血型系统的抗原;而GPC和GPD则携有Gerbich血型的决定簇.所有5种GP及其编码的基因己被阐明,分子质量在1736kD范围.GPA.B和E的一级结构氨基酸序列呈高度同源性,从细胞外域的头26个氨基酸残基比较,GPB和GPE分别与GPA和GPA一致.两者仅携有较GPA为短的细胞外域,且胞浆序列缺失.GPE是缺失S/S抗原段节的截短GPB.编码GPA,B和E的,和基因定位在第4号染色体的q31.34,属共显性遗传的常染色体,并组合成簇,以5.GPA.GPB.GPE.3的次序横跨约330kb的序列.世界文献报道,GP家族共出现了25个变种,其中大多数源自GP和8GP基因之间的不等同源重组(unequalhomologousrecombination)或微转变.我国华南地区亦曾报道5个类型的GP变种91.现将红细胞的主要膜蛋白汇总人表1中.表1红细胞的主要膜蛋白及其基因171Table1Majorerythrocytemembraneproteinsandtheirgenesl4.956口一血影蛋白口一血影蛋白锚蛋白(2.1同源型)口一内收蛋白口一内收蛋白区带3蛋白4.1苍白球蛋白(Pallidin)成束素口一肌动蛋白原肌球调节蛋白G.3PD24O22O2lOlO39790100802802462068l8OlO266727748+524343357口腔蛋白(Stomatin)3l原肌球蛋白27+29PAs.1GPA36PAs.2GPC32PAs.3GPB2OGPD23GPE240240l2O3O3Ol2oo2OO2OO404oo5oo4130373280500looO50lOOloo3oo2016SPTA111q22一q23242914SPTBI414q23一q24.221374.5ANKI88pl1.2188144号染色体27EPB3.175ELll5l5.5EPB42l5ACTB7TM0D93.5GAPDl22.5TPM3l85GYPA44GYPC2lOGYPB4lGYPC2GYPE4q2lqter1p33一p34.2q15一q21pter-q22q22pl3.31一pl3.1q314q28一q31q14一q214q28一q31q14?q214q28一q319ll5888O52>loo32>loo40l72O>10069l2O359l3ll2872lO759>4014>3O>3O67454HE,HS,HPPHE.HSHSNNHS.SA0HEHSNNNNNNf】HENNN注:Mw,分子质量;HS,遗传性球形红细胞症;HA,溶血性贫血;HE,遗传性椭圆形红细胞贫血;(E),曾报道1例与GPA有关的椭圆形红细胞贫血;HPP,遗传性热变异形红细胞症;SAO,东南亚卵形红细胞症;HST,遗传性13形红细胞症;G-3PD,3一磷酸甘油醛脱氢酶;N,未报道血液学异常.Notes:Mw,molecularweight;HS,hereditaryspherocytosis;HA,hemolyticanemia;HE,hereditaryelliptocytosis;(E).0necase0felliptocytosisassociatedwithanabnormalGPAWasreported;HPP,hereditarypyropoikilocytosis;SAO,SoutheastAsian0valocytosis;HST,hereditarystomatocytosis;G一3PD,glyceraldehyde一3一phosphatedehydrogenase;N,hemat0l0glcalabn0rmalityn0treported.第4期卢义钦等:红细胞膜蛋白与膜骨架2872红细胞膜骨架,加在完整的红细胞膜上,大约6O%的脂双层直接被下面的膜骨架覆盖.如均匀展开膜骨架,将会看到各个骨架蛋白呈高度有序的六角形晶格.红细胞膜骨架的基本结构,是由长链的Sp四聚体交联短链的肌动蛋白寡聚体细丝组成的多角形晶格(以六角形为主).在二维多角形列阵的角顶点(vertices),形成了一种球形结构,称为交叉复合物(JC).各角顶点借助Sp四聚体而相互连接,每个JC可结合47个Sp分子与12个肌动蛋白分子.该复合物通过蛋白4.1连往GP,而Sp又经由锚蛋白连往区带3,再借助原肌球蛋白以增强F一肌动蛋白的稳定性.由于内收蛋白(adducin),原肌球调节蛋白(tropomodulin)和成束素(dematin)等辅助蛋白的参与,使晶格牢固地锚定在整合膜蛋白分子上(图3).内收蛋白由等量的一个亚基(103kD)与一个亚基(97kD)构成,可担任构建Sp一肌动蛋白六角形列阵的装配因素.现提出的内收蛋白结构模型,是带有在N端形成球形头部域的四聚体,经颈部连往C端的伸延尾部.每个红细胞含有内收蛋白3万个分子,编码人口.内收蛋白的基因定位于4号染色体上;而编码.内收蛋白的基因则尚未定位.成束素原指组成红细胞膜蛋白4.9的3种多肽,它们能促使肌动蛋白成束.纯化后的蛋白4.9即成束素,只含有48kD和52kD两种多肽,在体外可有效地引起肌动蛋白成束.JC的所有组分,也见于非幼红细胞系细胞和组织中.某些JC的蛋白质是磷酸化作用的重要底物,可调节膜骨架的装配与解装配.B节蛋白自图3红细胞膜骨架的模拟图Il(A)从细胞外空间观察细胞表面,已切除脂双层以暴露下垫的膜骨架的近六角形列阵.标框区在(B)图中被放大:(B)交叉复合物(JC)的组成.六角形列阵的角顶点为肌动蛋白的短原细丝.参加稳定原细丝的分子,包括原肌球蛋白.原肌球调节蛋白,内收蛋白,蛋白4.1和成束素等.Fig.3Aschematicdiagramoferythrocytemembraneskeleton川(A)Thecellsurfaceisobservedfromtheextracellularspace,whilethelipidbilayeriscutawaytoexposethenearlyhexagonalarray0ftheunderlyingmembraneskeleton.Theboxedareaisenlargedin(B):(B)Compositionofthejunctionalcomplex(JC).Thevertexofthehexagonalarrayistheshortactinprofilament.Moleculesin.volvedinstabilizingtheprofilamentincludetropomyosin,tropomodulin,adducin,protein4.1anddematin,etc.3红细胞膜蛋白的相互作用it,71按照这些蛋白质与红细胞平面的关系判断,彼此的相互作用可归纳为两类(图4):3.1垂直相互作用(Verticalinteractions)它垂直于红细胞膜平面,参与骨架网结构与整体膜成分的附连.3.1.1Sp一锚蛋白一区带3接触靠近Sp四聚体的中心部位,.Sp与锚蛋白相连,后者的89kDN端域再同区带3胞液的一个特定位点结合.3.1.2Sp.蛋白4.1-GPC/A接触在Sp四聚体的远端,Sp借助同蛋白4.1的连接与红细胞膜结合,而蛋白4.1则连往跨膜的288生命科学研究2005拒GPC或可能的GPA.尽管Sp与蛋白4.1同位于脂双层内小叶的磷脂酰丝氨酸(PS)发生较弱的结合,而这些蛋白质之间以及蛋白一脂双层的连接对脂双层的稳定化十分关键,它们能阻止脂双层从红细胞丢失.水平相互作用图4人红细胞膜蛋白的相互作用与缔合Fig.4Theinteractionsandassociationsofhumancrythrocmembraneproteins近来提出了3种假说解释整合蛋白维持膜稳定的作用1:1)它们具有将膜骨架锚定于脂双层的能力,如区带3与GPC;2)作为脂锚(1ipidanchors)可与膜脂结合起稳定作用,防止自发裂解和囊泡化;3)能影响与调节膜弯曲度.但某些整合膜蛋白的缺失所致后果不同.当区带3的全部106个拷贝从牛红细胞膜上丢失,膜会变得极不稳定,且对机械应激产生囊泡化反应1.缺乏GPC和D的人红细胞,其膜的机械稳定性和变形性仅达正常对照组的50%和40%,而缺乏GPA或B的人红细胞则仍保持正常的膜稳定性和变形性n引.添加区带3介导阴离子转运的抑制剂一4,4.二异硫氰酸芪.2,2.双磺酸盐(DIDS),虽能改变红细胞的形态,而膜的机械特性未受明显影响.由于该实验和其他一些研究的结果均未与膜稳定性的上述任何单项假说一致,提示可能多于一种假说才能提供圆满解释引.Chang与Lowll采用5种实验手段促进Sp/肌动蛋白.蛋白4.1.GPC接触中蛋白4.1从GPC解离,而不损害其稳定Sp.肌动蛋白接合(iunction)的功能,再以激光衍射细胞测量术(ektacytometry)117和镍网过滤进行膜检测,发现膜同骨架桥连的破裂对红细胞的机械特性影响很少或甚至无影响.Peter等I1.1认为,区带3并不调节红细胞膜骨架在体内的装配,但它为膜的稳定性所必需.VanDort等tgl观察到,当移除锚蛋白时,区带3的寡聚体会缓慢转变成二聚体,最后成为单体.若往富含离解型区带3的这些膜内加入过量的锚蛋白,即/C可推动区带3又几乎全部变成四聚体,从而证实区带3的四聚体提供了有利于同锚蛋白结合的寡聚体状态.3.2平行相互作用(Horizontalinteractions)它平行于红细胞膜平面,可维持膜下骨架网结构的双向连续性.3.2.1Sp异质二聚体的相互接触(SpD-SpD)通过SpD头部朝头部的缔合,形成以其末端附连于JC的四聚体.虽然切变力远较血流中红细胞所遭受的为弱,但它已足够切断膜网络的SpD.SpD连接.因此提示,当红细胞流经微血管系统时,红细胞膜为适应扭压所致强烈变形,会将Sp四聚体局部离解为二聚体.原处于动态的膜网络将经历Sp四聚体离解和再形成的类似呼吸作用.SpD.蛋白4.1.肌动蛋白的相互作用在蛋白4.1与内收蛋白协助下,SpD的尾端同含有肌动蛋白的JC结合,形成平行的相互作用,以维持红细胞的结构完整,使红细胞膜获得高强度的抗张力.4红细胞膜蛋白的几种疾病1,5,71早在10多年前,Palek与Lux就指出:红细胞膜蛋白平行相互作用的缺损会导致HE或HPP;而垂直相互作用的缺损则可引起HS.近年来对造成红细胞膜异常的许多缺损进行鉴定,追踪,证实膜病(membran叩athies)的该假说模型基本正确(图5).v垂直相互作用第4期卢义钦等:红细胞膜蛋白与膜骨架289垂直相互作用的缺损Jrs锚蛋白或区带3缺乏Jr脂双层失稳定Jr膜脂以微泡囊形式丧失Jr细胞表面积缺乏,引发球形红细胞症O<=平行相互作用的缺损Jr丧失完整的细胞骨架Jr细胞骨架与细胞膜失稳定/轻度形态恢复障碍,导致椭圆形红细胞贫血重度碎裂OdPP图5患遗传性球形红细胞症(HS),遗传性椭圆形红细胞贫血(1tE)和遗传性热变异形红细胞症(HPP)时膜蛋白相互作用缺损的分子机理Fig.5SchematicillustrationofthemolecularmechanismoccurredinthedefectsofmembraneproteininteractionsforpatientswithHS.HEandHPP4.1遗传性球形红细胞症(HS)在显性HS,锚蛋白,区带3与一Sp的移码突变和无义突变占优势;而隐性HS则大多显示锚蛋白,一Sp或蛋白4.2缺损的复合杂合性(compoundheterozygority).其常见组合包括锚蛋白启动子或5一未翻译区的缺损,伴有错义突变;一Sp的低表达等位基因合并错义突变;以及蛋白4.2基因的各种突变(图6).小鼠幼红细胞系的一Sp基因(Spna1)定位于1号染色体,该基因的4种突变:Sph,Sph,Sph与Sph会导致严重的HS和HE2.Assar等报道.在20个患HS的埃及儿童家系中,Sp与锚蛋白的合并缺损占85%,锚蛋白单独缺损占10%,而一Sp单独缺损只有5%.遗传学分析表明.8个家系属常染色体显性遗传(AD),1个家系属常染色体隐性遗传(AR),6个家系不能确定遗传属性,4个家系可能是AD或AR,还有1个家系是AD或伴X染色体遗传.Rice等1试用部分脾切除术治疗25例患先天性贫血的病儿.其中16例为HS.手术后随访7个月至6年,疗效显着.HS患儿的Hb含量上升,网织红细胞计数与血清胆红素水平降低,并能在保留脾功能的情况下控制溶血.4.2遗传性椭圆形红细胞贫血(HE)HE特别易发生在渊源于非洲和地中海祖先的人群,也许与椭圆形红细胞具有抗疟疾的性能有关.HE的主要病损是一Sp,一Sp或蛋白4.1缺失所致红细胞膜骨架的机械性减弱或脆性增强.编码基因的突变,包括点突变,缺失和插人以及mRNA加工的缺陷等.大多数HE患者无症状,也有些患者可能出现溶血性贫血,脾肿大和间歇图6HS的膜缺损可影响连接膜骨架与脂双层的垂直相互作用Fig.6MembranedefectsinHSaffecttheveicaiinteractionsconnectingthemembraneskeletonandlipidbilayer生命科学研究2005钲性黄疸.HE合并HPP的.Sp突变发生在第24号密码子,已报道27种,均属无义突变,以其N端区突变最为常见.例如SpLosAngeles变种【胰蛋白酶表型aI/74,Ile24-Thr).HE合并HPP的口.Sp突变已报道19种,其C端区突变属截短或点突变.例如SpParis变种(胰蛋白酶表型aI/74.Ala2023-Va1).卢义钦等1曾报告一例椭圆形红细胞贫血,伴有未被描述的异常aGP.免疫印迹观察到,当同抗crGP抗血清反应时,在紧随aGP区带后出现一24kD的异常小区带.它亦同抗C肽抗血清起反应,提示该新区带6来自aGP而非8GP的结构改变.另外,与抗蛋白4.1抗血清反应表明,患者的蛋白4.1对降解的易感性增强.GP与蛋白4.1两者的异常涉及垂直相互作用的sD.蛋白4.1.GPA接触障碍,由此引起椭圆形红细胞贫血而非球形红细胞症,这是前述假说模型的一案例外.4.3遗传性口形红细胞症(HST)口形红细胞(stomatocyte)的形态特点,是在细胞边缘有一处血色素浓度不明显,类似一个缺口.HST患者的红细胞膜对一价阳离子的通透性发生较罕见的遗传性障碍,表现为溶血性贫血,大红细胞症以及红细胞形态异常等.对该症的关键诊断试验是渗透梯度激光衍射细胞测量术(osmoticgradientektacytometry).4.4疟疾与红细胞膜疟疾是广泛传播的人类严重的寄生虫病,它显着影响了人类进化.对疟疾的抵抗选择,促使许多遗传疾病的萌发和持续.在疟原虫入侵后,红细胞逐渐被修饰,其内部产生了新结构.在被感染红细胞的胞浆内与膜骨架上缔合了许多疟原虫蛋白质,其确切功能和作用尚待阐明.红细胞的生化特性,形态与流变学改变,表现为膜的刚性升高,变形性降低以及红细胞对血管内皮和其他血细胞的粘连增强2.目前已发现恶性疟原虫(Plasmodiumfalciparum)对人红细胞输出的蛋白质共有15种,分子质量为232500kD.例如恶性疟原虫红细胞膜蛋白1(PfEMP1)的分子质量为265285kD,其受体包括CD36,细胞间粘连分子-1(ICAM.1)和凝血调节蛋白(TsP)3种.关于疟区人群中的红细胞遗传障碍,现已报告l4种.例如S.S-U血型缺失,遗传性卵形红细胞症等.刘俊凡等引观察到,恶性疟原虫入侵时,被感染的人红细胞虽保留了相当量的膜骨架蛋白,但出现了红细胞膜GPA,疟原虫蛋白及两者降解产物的相互混合.疟原虫培养基上清液,感染的人红细胞及其皂角苷溶胞物中均能检出红细胞结合抗原(EBA).夏氏疟原虫(Plasmodiumchabaudi)入侵BALB/c种系小鼠时1引,也证实疟原虫裂殖子携有类似EBA的抗原,它们与抗恶性疟原虫抗体起交叉反应.小鼠红细胞膜唾液酸糖蛋白(SGP)的裂解碎片亦与类似EBA发生相互混合.卢义钦等30在贵州省荔波县间日疟高发区222名居民的普查中,检出了3种GP变种,确证为MiVIGP(6.6),MiV(J.L-)GP(otu-8)和MiIIIGP(6.6).而该区的GP变种发生频率与间日疟流行的严重程度无密切相关.5结语近10多年来,对红细胞膜蛋白与膜骨架的结构和功能以及其在人类疾病中所起作用已有不少新的发现和进展,但该领域的研究成果离问题的最后澄清尚存有不少差距,确实任重而道远.正如MohandasI1指出,许多重要的红细胞表面分子如Rh蛋白的功能尚待揭示;红细胞在血栓形成中所扮角色,也是一个要积极探索的新园地;对疟原虫如何控制红细胞以利其存活的分子机理尤需进一步深入解决,因为疟疾感染和抗疟防治已成为当今世界面临的重要公共卫生课题.参考文献(References):1】TsEWT,LUXSE.Review:Redbloodcellmembranedisorders1.BritJHaematol,1999,10