骨橋蛋白及其整合素受體在生殖領(lǐng)域中的研究進(jìn)展

高苗

骨橋蛋白(Osteopontin，OPN)是細(xì)胞外基質(zhì)中的一種含精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arg-Gly-Asp，RGD)的分泌型糖基化磷蛋白，因其能夠介導(dǎo)骨組織細(xì)胞與骨基質(zhì)的連接而得名［1］。它作為一種機(jī)體反應(yīng)性蛋白，與心血管疾病、腫瘤的發(fā)生發(fā)展、炎癥的免疫應(yīng)答和組織的損傷修復(fù)等有著密切的關(guān)系［2］。

一、骨橋蛋白的結(jié)構(gòu)

人類骨橋蛋白基因位于染色體4q13上，由314個(gè)氨基酸殘基組成，全長3143 bp，由7個(gè)外顯子和6個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成，經(jīng)翻譯后起修飾作用(包括:溶蛋白性裂解、絲氨酸和蘇氨酸殘基的磷酸化、氮連接的糖基化)［3］。骨橋蛋白是一種高度磷酸化和糖基化的分泌型蛋白，富含唾液酸，來源于人、小鼠、大鼠、牛、豬、兔和雞的OPN蛋白質(zhì)同源性為35% ～86%，骨橋蛋白含有一個(gè)活躍的凝血酶切割位點(diǎn)，位于RGD序列的6個(gè)氨基酸中［4］。

二、骨橋蛋白受體骨橋蛋白的受體包括整合素和CD44家族。

(1)整合素

整合素是細(xì)胞表面的糖蛋白，由α和β兩個(gè)亞基通過非共價(jià)結(jié)合構(gòu)成的異源二聚體，OPN的整合素受體包括 αvβ3、αvβ1、αvβ5、α4β1 和 α9β1。OPN通過識別整合素受體與細(xì)胞結(jié)合，這種結(jié)合可以依賴經(jīng)典的RGD序列，也可以通過不依賴RGD序列的SVVYGLR實(shí)現(xiàn)。OPN與αvβ3的相互作用可調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞的活化，促進(jìn)骨質(zhì)溶解，進(jìn)而促進(jìn)骨轉(zhuǎn)移［5］。OPN與整合素受體結(jié)合可直接介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的遷移和侵襲，也可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的遷移存活和血管管腔形成，從而誘導(dǎo)腫瘤血管形成［6］。

(2)CD44

CD44是extracellular-matrix(EMC)黏性糖蛋白受體，主要介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞、細(xì)胞與基質(zhì)間的相互作用。正常情況下，各種免疫細(xì)胞大量表達(dá)CD44，上皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞中也有表達(dá)。在OPN的羧基末端有一段非RGD的細(xì)胞黏附位點(diǎn)，可與CD44結(jié)合。功能研究顯示OPN和CD44變異體結(jié)合介導(dǎo)成纖維細(xì)胞、T細(xì)胞和骨髓細(xì)胞的趨化作用與黏附作用［7］。

三、骨橋蛋白與生殖

(1)骨橋蛋白與胚胎著床

近年來，對胚胎種植的機(jī)理有了新的認(rèn)識，認(rèn)為發(fā)育到一定程度的胚胎只有種植在具有最大容受性的內(nèi)膜才能進(jìn)一步生長。內(nèi)膜種植窗(implantation window，IW)的出現(xiàn)是受精卵定位、黏附和著床的必要條件。有研究發(fā)現(xiàn)整合素αvβ3特異性地表達(dá)于內(nèi)膜的種植窗，是公認(rèn)的內(nèi)膜容受性的標(biāo)志蛋白［7］。骨橋蛋白是細(xì)胞外基質(zhì)的成分，它的主要受體是黏附分子中的整合素αvβ3，整合素αvβ3通過識別骨橋蛋白的RGD序列，二者結(jié)合介導(dǎo)胚胎與子宮內(nèi)膜的黏附，參與胚胎的著床過程。故前者在生殖中的作用也逐漸受到重視。

(2)滋養(yǎng)細(xì)胞疾病滋養(yǎng)細(xì)胞疾病是一組來源于胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞的疾病，一般分為葡萄胎、侵蝕性葡萄胎、絨毛膜癌及胎盤部位滋養(yǎng)細(xì)胞腫瘤。Batorfi等［9］研究發(fā)現(xiàn)在葡萄胎組織的OPNmRNA表達(dá)明顯減少，尤其是完全性葡萄胎。另外，在絨毛膜癌中OPN和 CEACAM1的表達(dá)也有相關(guān)性。OPN和CEACAM1在生理和病理的絨毛外細(xì)胞滋養(yǎng)層細(xì)胞都有表達(dá)，并且可以作為滋養(yǎng)細(xì)胞疾病的診斷標(biāo)志物［10］。

(3)妊高征

在人類胎盤發(fā)育過程中，細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞增殖分化為合體滋養(yǎng)細(xì)胞和絨毛外滋養(yǎng)細(xì)胞(extra villous trophoblast，EVT也稱為間隙滋養(yǎng)細(xì)胞)，間隙滋養(yǎng)細(xì)胞進(jìn)入母體組織間隙并為胎盤在母胎界面的錨著發(fā)揮作用。Briese等［11］通過免疫組化分析發(fā)現(xiàn)所有胎盤組織的絨毛外滋養(yǎng)層都呈與CEACAM1表達(dá)相關(guān)的OPN的強(qiáng)表達(dá)。免疫熒光分析檢測結(jié)果也證實(shí)了OPN定位于細(xì)胞滋養(yǎng)層和合體滋養(yǎng)層的交界處，并且與CEACAM1共表達(dá)于絨毛外滋養(yǎng)層細(xì)胞。體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)顯示，低氧(2%)狀態(tài)下胎盤細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞分化能力減弱，α1β1表達(dá)受抑制，提示妊高征細(xì)胞滋養(yǎng)細(xì)胞分化障礙，表達(dá)整合素異常，從而導(dǎo)致其入侵能力下降。同時(shí)也提示α1β1的適時(shí)表達(dá)對正常滋養(yǎng)細(xì)胞入侵非常重要。

1 Xuan JW，Hota C，Shigeyama Y，et al.Site-directed mutagenesis of the arginine-glycine-aspartic acid sequence in osteopontin destroys cell adhesion and migration functions［J］.J Cell Biochem.1995;57(4):680-690.

2 Denhardt DT，Guo X.Osteopontin:a protein with diverse functions［J］.FASEB J，1993，7(15):1475-1482.

3 Jain S，Chakraborty G，Bulbule A，et al.Osteopontin:an emerging therapeutic target for anticancer therapy［J］.Expert Opin Ther Targets，2007，11(1):81-90.

4 Senger DR，Perruzzi CA，Papadopoulos-Sergiou A，et al.Adhesive properties of osteopontin:regulation by a naturally occurring thrombin-cleavage in close proximity to the GRGDS cell-binding domain［J］.Mol Biol Cell.1994;5(5):565-574.

5 Senger DR，Perruzzi CA.Cell migration promoted by a potent GRGDS-containing thrombin-cleavage fragment of osteopontin ［J］.Biochim Biophys Acta.1996;1314(1-2):13-24.

6 Johnson GA，Burghardt RC，Joyce MM，et al.Osteopontin is synthesize by uterine glands and a 45-kDa cleavage fragment is localized at the uterine-placental interface throughout ovine pregnancy［J］.Biol Reprod，2003，69:92-98.

7 Marcondes MC，Poling M，Watry DD，et al.In vivo osteopontin-induced macrophage accumulation is dependent on CD44 expression［J］.Cell Immunol.2008;254(1):56-62.

8 8.雷彩霞，張煒，王麗.整合素與子宮內(nèi)膜容受性關(guān)系的研究進(jìn)展［J］.中國婦幼健康研究，2006，17(1):54-56.

9 9.Batorfi J，F(xiàn)ulop V，Kim JH，et al.Osteopontin is down-regulated in hydatidiform mole［J］.Gynecol Oncol.2003;89(1):134-139.

10 馬小玲，張玉泉.骨橋蛋白與葡萄胎的關(guān)系研究進(jìn)展［J］.中國生育健康雜志，2009，20(2):127-128.

11 Briese J，Schulte HM，Bamberger CM，et al.Expression pattern of osteopontin in endometrial carcinoma:correlation with expression of the adhesion molecule CEACAM1［J］.Int J Gynecol Pathol.2006;25(2):161-169.