SLP-2的研究進展

王躍锜 郭文杰 牛蓓 郭曉恒 曹麗麗

(成都大學醫護學院,四川 成都610106)

人類SLP-2是在2000年首次由Wang Y等從人紅細胞中克隆出的,并在當時被鑒定為細胞膜相關蛋白[1]。SLP-2因其含有保守的band 7序列而被認為是Stomatin家族中的一員。Stomatin,又稱為band 7.2b,其基因定位于9q34.1,編碼分子量為31 kDa的整合膜蛋白。它的同源物在果蠅、線蟲和植物中都有發現,在脊椎動物動物中已經發現的同源物有SLP-1、SLP-2和SLP-3[1,2]。

1 SLP-2的結構及分布

SLP-2在人體組織中分布廣泛,尤其在骨骼肌和心臟中的表達水平較高。SLP-2基因定位于9p13.1,由10個外顯子和9個內含子組成,長約3250 bp[2,3]。SLP-2基因編碼約1.5 kb的mRNA,指導45.5、44.6和34.3 k Da三種蛋白質的合成[2]。SLP-2蛋白由 3個主要的結構域組成:N-端α-螺旋區、由α-螺旋和β-折疊交替組成的結構域和C-端結構域。SLP-2蛋白具有Stomatin基因家族所共有的一致序列,但不具有Stomatin基因超家族所共有的N-端疏水性結構域。與SLP-1不同,它出現在成熟紅細胞的細胞膜中,并且與血影蛋白-肌動蛋白細胞骨架相結合,也可能與其它膜整合蛋白結合,在紅細胞中可能作為外周膜蛋白起作用,從而將Stomatin或其它整合膜蛋白與細胞骨架聯系起來,調控離子通道的傳導和富含膽固醇鞘脂的脂質筏的構建。

SLP-2蛋白具有一個SPFH結構域(Stomatin/prohibitin/flotillin/hflk),具有該結構域的蛋白多為膜相關蛋白[4,5]。這些分子一般定位于細胞中膜結構的特殊組分-脂筏(Lipid raft)當中,起著募集蛋白的作用。它們可以通過將相關蛋白募集在一起,從而使細胞外信號通過它們傳入到細胞骨架以及胞內的其它信號通路[6,7]。因為這些原因,一開始SLP-2被認為是一個細胞質內蛋白或細胞質膜相關蛋白[3]。但是近來關于線粒體的蛋白組學研究發現,SLP-2蛋白存在于線粒體當中[8-11]。而且稍后兩份獨立研究報告顯示,SLP-2與一些線粒體內膜相關蛋白有直接結合,SLP-2可能調節與其結合的蛋白的穩定性[12,13]。Hájek P等通過免疫共沉淀結合質譜的方法,發現SLP-2與一個存在于線粒體內膜中的蛋白Mfn-2(Mitofusin?2)直接結合。他們通過分離細胞亞結構,及免疫熒光的方法,證實SLP-2的確存在于線粒體內膜中并且面向內膜與外膜之間[12]。Da Cruz S等[13]的研究也發現SLP-2定位于Hela細胞的線粒體內膜中,并與Prohibitin和線粒體呼吸鏈復合物I和IV結合。其后Tondera D等[14],Da Cruz S等[15]及Christie DA[16]等的研究也相繼證實SLP-2定位于多種細胞的線粒體中。

但需要注意的是,盡管多篇文獻指出SLP-2定位于細胞的線粒體中,也有一些研究者發現在另外一些不同組織來源的細胞中,SLP-2定位于細胞質膜上。如Wang Y等[1]的研究就發現SLP-2定位于成熟紅細胞的細胞膜上,Kirchhof MG等[17]的研究也發現SLP-2定位于T細胞的細胞膜上,與抗原受體直接結合。

2 SLP-2的細胞生物學功能

SLP-2的細胞生物學功能迄今還未得到完全的了解,張立勇等構建SLP-2的真核表達質粒及反義表達質粒,然后將兩種質粒分別導入食管鱗癌細胞系中。采用MTT比色法、平板克隆形成實驗、流式細胞術和MTS比色法等分析SLP-2對食管癌細胞的影響[18,19]。發現SLP-2下調后,食管癌細胞發生了細胞周期阻滯,停留在S期。同時發現食管癌細胞中SLP-2下調后,細胞生長增殖受到了抑制,并且細胞的粘附能力降低。

在此之后多個獨立研究發現SLP-2在線粒體中發揮作用。Hájek P等[12]發現使用siRNA降低 HeLa細胞中SLP-2的表達量,可以引起線粒體膜電勢的降低,但不會引起線粒體或細胞的形態改變。Da Cruz S等[13]的研究發現,SLP-2在線粒體膜上與Prohibitin直接結合,并與線粒體呼吸鏈復合物I和IV結合。SLP-2與Prohibitin,以及線粒體呼吸鏈復合物I和IV中的亞基的穩定性相關。當使用siRNA下調 HeLa細胞中SLP-2時,細胞線粒體中 Prohibitin、線粒體呼吸鏈復合物 I和IV中的亞基降解加快。Da Cruz S等[13]的研究還發現,當線粒體受到刺激時,SLP-2在細胞中的表達會上調。Tondera D等[14]的研究發現,在細胞受到UV照射等刺激時,細胞線粒體會發生超融合,線粒體超融合是細胞為增加自身在受到外界有害刺激時生存能力的反應,SLP-2對線粒體超融合的發生至關重要。在使用siRNA降低MEF細胞中的SLP-2蛋白水平后,受到UV照射等有害刺激的細胞將不能發生線粒體超融合。Da Cruz S等[15]的研究發現,在敲除 Hela細胞中的SLP-2后,Hela細胞線粒體的鈉-鈣交換加快,線粒體向細胞質放出鈣離子的速率加快;反之,增加Hela細胞中的SLP-2的表達,會降低Hela細胞線粒體排出鈣離子的速率,提示SLP-2對線粒體維持細胞內鈣離子平衡的功能有調節作用。Christie DA[16]等的研究發現,SLP-2在線粒體內膜上可以參與募集prohibitin-1、prohibitin-2,并能促進線粒體膜的生物合成,增加線粒體膜中雙磷脂酰甘油的合成。在T淋巴細胞中,SLP-2增加了線粒體呼吸鏈復合物 I、II的活力,增加了胞內ATP的量,增加了細胞抗凋亡的能力。

我們的研究[20]發現,在使用siRNA降低食管癌KYSE150細胞中SLP-2表達以后,KYSE150細胞發生線粒體膜電勢和ATP水平降低;我們通過 Transwell實驗和劃痕試驗發現,SLP-2下調同時伴隨有細胞運動能力下降。SLP-2下調還會引起細胞增殖能力減弱,雖然沒有發生明顯的細胞凋亡上升,但是細胞周期發生了一定的改變,SLP-2下調的食管癌細胞發生了S期阻滯。而且我們發現,降低食管癌KYSE150細胞中SLP-2表達以后,細胞對于化療藥物的敏感性明顯增加。

除此以外,Kirchhof MG等[17]的研究也發現SLP-2定位于T細胞的細胞膜上,與抗原受體直接結合。SLP-2對于T淋巴細胞抗原受體激活后的信號轉導是必須的。上調T細胞中的SLP-2可以增加細胞應答,反之,降低 T細胞中的SLP-2水平會減少T細胞的活化。SLP-2可能成為一個免疫調節的靶標。

3 SLP-2與腫瘤的關系

張立勇等[18,19]前期應用cDNA芯片和組織芯片對食管癌及配對正常組織進行分析的結果顯示,食管癌組織中SLP-2表達上升,食管癌癌組織中SLP-2蛋白的水平與正常配對組織相比,上升達六倍以上。張立勇等的研究還發現SLP-2在正常食管上皮細胞、輕度不典型增生、重度不典型增生和食管鱗癌的組織切片染色有明顯的差異,不僅在表達量上面,在表達部位也有明顯的差異。在體外細胞實驗中,發現SLP-2反義核酸轉染陽性克隆細胞相比親本細胞和空載體克隆細胞,出現了細胞生長速度受抑制、克隆形成率降低和細胞黏附能力下降的現象。在體內的裸鼠成瘤實驗中,SLP-2反義核酸轉染陽性克隆細胞的成瘤率明顯降低。

曹文楓等的研究[21]通過免疫組化染色的方法發現,SLP-2蛋白在220例食管鱗狀細胞癌組織中的高表達率為54.1%,明顯高于其在正常食管上皮組織中的高表達率(3.6%)。SLP-2蛋白的高表達與食管鱗狀細胞癌的浸潤深度相關,而與其他臨床病理特征均無關。馮旺琴等[22]對子宮內膜癌進行的研究顯示,癌組織與正常組織比較,SLP-2表達上調。

在曹文楓等對喉癌和乳腺癌進行的研究[23,24]中,發現SLP-2在這些腫瘤組織中都存在表達高度上調的情況。在對喉癌的研究中,研究者通過組織芯片和免疫組化對100多例臨床標本進行了研究,結果表明SLP-2蛋白表達水平和喉癌細胞的淋巴結轉移、臨床分期相關[23]。在對乳腺癌的研究中發現,SLP-2蛋白表達升高與進展性乳腺癌分期、淋巴結轉移和遠處轉移顯著相關,同時SLP-2的表達上調與HER2/neu蛋白作用相關,與患者的總生存期負相關,SLP-2蛋白可以作為評估乳腺癌患者預后生存的獨立指標[24]。

常棟等[25]的研究發現,SLP-2在肺鱗癌組織中表達上調。SLP-2的高表達與肺鱗癌的遠端轉移相關。SLP-2表達上調預示患者較差的預后。

4 結語

目前對SLP-2的研究并不多。SLP-2的細胞內定位、生物學功能以及與腫瘤發生發展的關系也僅僅是被初步闡釋。迄今為止,多數研究顯示SLP-2蛋白定位于細胞線粒體中,參與線粒體各項功能的調節。但也有研究發現,在另外一些組織來源的細胞中,SLP-2可能定位于細胞質膜結構中,參與受體信號轉導等。對多種腫瘤進行的研究顯示,相比于正常配對組織,腫瘤組織中SLP-2的表達是上調的,這種上調在某些腫瘤中被發現與局部浸潤、遠端轉移相關,甚至預示著患者不良的預后。SLP-2很可能在多種腫瘤的發生發展中起到作用。對于SLP-2還需要進行更多的研究,才能清楚的闡釋其作用。

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