骨橋蛋白及其整合素受體在生殖領域中的研究進展

高苗

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

一、骨橋蛋白的結構

人類骨橋蛋白基因位于染色體4q13上，由314個氨基酸殘基組成，全長3143 bp，由7個外顯子和6個內含子構成，經翻譯后起修飾作用(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蛋白質同源性為35% ～86%，骨橋蛋白含有一個活躍的凝血酶切割位點，位于RGD序列的6個氨基酸中［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

整合素是細胞表面的糖蛋白，由α和β兩個亞基通過非共價結合構成的異源二聚體，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胞結合，這種結合可以依賴經典的RGD序列，也可以通過不依賴RGD序列的SVVYGLR實現。OPN與αvβ3的相互作用可調節破骨細胞的活化，促進骨質溶解，進而促進骨轉移［5］。OPN與整合素受體結合可直接介導腫瘤細胞的遷移和侵襲，也可促進內皮細胞的遷移存活和血管管腔形成，從而誘導腫瘤血管形成［6］。

(2)CD44

CD44是extracellular-matrix(EMC)黏性糖蛋白受體，主要介導細胞與細胞、細胞與基質間的相互作用。正常情況下，各種免疫細胞大量表達CD44，上皮細胞和成纖維細胞中也有表達。在OPN的羧基末端有一段非RGD的細胞黏附位點，可與CD44結合。功能研究顯示OPN和CD44變異體結合介導成纖維細胞、T細胞和骨髓細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，對胚胎種植的機理有了新的認識，認為發育到一定程度的胚胎只有種植在具有最大容受性的內膜才能進一步生長。內膜種植窗(implantation window，IW)的出現是受精卵定位、黏附和著床的必要條件。有研究發現整合素αvβ3特異性地表達于內膜的種植窗，是公認的內膜容受性的標志蛋白［7］。骨橋蛋白是細胞外基質的成分，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，二者結合介導胚胎與子宮內膜的黏附，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)滋養細胞疾病滋養細胞疾病是一組來源于胎盤滋養層細胞的疾病，一般分為葡萄胎、侵蝕性葡萄胎、絨毛膜癌及胎盤部位滋養細胞腫瘤。Batorfi等［9］研究發現在葡萄胎組織的OPNmRNA表達明顯減少，尤其是完全性葡萄胎。另外，在絨毛膜癌中OPN和 CEACAM1的表達也有相關性。OPN和CEACAM1在生理和病理的絨毛外細胞滋養層細胞都有表達，并且可以作為滋養細胞疾病的診斷標志物［10］。

(3)妊高征

在人類胎盤發育過程中，細胞滋養細胞增殖分化為合體滋養細胞和絨毛外滋養細胞(extra villous trophoblast，EVT也稱為間隙滋養細胞)，間隙滋養細胞進入母體組織間隙并為胎盤在母胎界面的錨著發揮作用。Briese等［11］通過免疫組化分析發現所有胎盤組織的絨毛外滋養層都呈與CEACAM1表達相關的OPN的強表達。免疫熒光分析檢測結果也證實了OPN定位于細胞滋養層和合體滋養層的交界處，并且與CEACAM1共表達于絨毛外滋養層細胞。體外培養實驗顯示，低氧(2%)狀態下胎盤細胞滋養細胞分化能力減弱，α1β1表達受抑制，提示妊高征細胞滋養細胞分化障礙，表達整合素異常，從而導致其入侵能力下降。同時也提示α1β1的適時表達對正常滋養細胞入侵非常重要。

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.整合素與子宮內膜容受性關系的研究進展［J］.中國婦幼健康研究，2006，17(1):54-56.

9 9.Batorfi J，Fulop 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系研究進展［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.