ANP32A對神經系統功能調節作用的研究進展

王姍姍，張達矜，王運良(中國人民解放軍第一四八醫院，山東淄博55300;海軍總醫院)

ANP32A對神經系統功能調節作用的研究進展

王姍姍1，張達矜2，王運良1
(1中國人民解放軍第一四八醫院，山東淄博255300;2海軍總醫院)

摘要:酸性核磷蛋白32A(ANP32A)由1個球形的富含亮氨酸重復序列(LRRs)的氨基端和1個伸展的富含酸性氨基酸的羧基端組成，其在細胞增殖、凋亡、轉錄調控、信號轉導和細胞內物質運輸等多種重要生命過程中發揮作用。近年研究發現，ANP32A與多種神經系統疾病的發生、發展有關。ANP32A參與神經系統的發育并可調控神經元分化;其過表達可導致tau蛋白高磷酸化，促進阿爾茨海默病的發生;其能保護神經元免于興奮性毒性損傷;其可通過影響PP2A通路在1型脊髓小腦共濟失調中發揮作用。

關鍵詞:酸性核磷蛋白32A;阿爾茨海默病;神經元分化;神經發育

酸性核磷蛋白32A(ANP32A)［1］屬于ANP32蛋白家族，該家族成員眾多且結構類似，其中ANP32A是該家族最早發現且研究最多的蛋白。ANP32A在細胞增殖、凋亡、轉錄調控、信號轉導和細胞內物質運輸等多種重要生命過程中發揮功能［2，3］。既往相關研究多在腫瘤領域，近幾年對ANP32A的研究進一步擴展至神經系統，結果發現ANP32A能參與多種神經系統疾病的發生、發展，并且還與神經元分化、腦組織發育、神經退行性改變等密切相關［4～6］。本文結合文獻就ANP32A在神經系統功能調節中的作用研究進展綜述如下。

1　ANP32　A的結構特點及生物學功能

ANP32A蛋白形似一個蝌蚪，由一個球形的富含亮氨酸重復序列(LRRs)的氨基端和一個伸展的富含酸性氨基酸的羧基端組成，氨基端疏水性的頭部是蛋白間相互結合部位，而羧基端親水性的尾部在核質穿梭中發揮重要作用［7］。LRRs的存在有助于它與其他蛋白結合發揮不同的生物學作用及發生不同的細胞定位［8］。ANP32A的羧基端富含天冬氨酸和蘇氨酸，呈強酸性，且含有一個核定位信號KRKR，故其可與細胞核內的堿性蛋白(如組蛋白)相互作用［9，10］。這些特點使ANP32A蛋白可參與胞質與胞核內的多種生物學過程。

ANP32A的生物學功能與其細胞內定位密切相關。在細胞核中，ANP32A可作為轉錄調節因子發揮作用。ANP32A作為組蛋白乙?；D移酶抑制因子(INHAT)復合物的組成部分，參與調控組蛋白乙?；土姿峄^程，進而調節轉錄。而在IFN依賴的轉錄活動中，ANP32A能結合IFN激活基因的啟動子，正性調節IFN激活基因的轉錄，促進細胞抗病毒活性［11］。ANP32A還可作為mRNA結合蛋白HuR的配體，影響HuR蛋白的核質穿梭，參與mRNA的穩定及轉運，從而影響腫瘤發生和耐藥［12～14］。在細胞質中，ANP32A可與微管相關蛋白(如MAP2、MAP4及tau等)結合，調節微管功能及微管介導的囊泡運輸，繼而影響細胞內物質的運輸及信號傳遞，維持細胞形態及細胞器的空間分布等［15］。ANP32A是蛋白磷酸酶2A(PP2A)的抑制子，可通過抑制PP2A的活性而影響ERK信號通路［16］。Vaesen等［17］在B淋巴細胞系H2LCL的內表面發現，ANP32A能通過結合HLAⅡ類分子的配體參與胞內調節轉錄活性的信號轉導。此外，ANP32A還可通過非經典途徑分泌到細胞外，發揮細胞因子樣作用，刺激肝細胞DNA復制和細胞增殖，促進肝再生及保護肝臟免于急慢性肝損傷等［18］。

2　ANP32A在神經系統病理生理中的調節作用

2.1 ANP32A參與神經系統發育ANP32家族成員在進化上高度保守，因單獨敲除ANP32A或ANP32E基因對小鼠發育表型無明顯影響，ANP32

家族不同成員的功能曾被認為是高度冗余的［7，19］。但Reilly等［20］研究發現，缺失ANP32B的小鼠在胚胎期即出現多個系統的異常，如腦室擴大、內耳腔擴大等，但仍可存活;而在缺失ANP32B的基礎上再敲除ANP32A基因，則缺陷小鼠均不能存活至斷乳期。證實ANP32家族成員在小鼠發育過程中的功能并不是完全冗余的，其對小鼠發育有重要作用。ANP32A在胚胎期時鼠腦尤其是小腦浦肯野細胞及顆粒細胞中的表達較低，于出生后升高。而ANP32B在胚胎期鼠腦中的表達水平較高，出生后迅速下降。表明ANP32A與ANP32B可能在小鼠胚胎發育的不同時期發揮作用［21，22］。

2.2 ANP32A參與調控神經元分化ANP32A作為INHAT復合物的酸性蛋白組分參與抑制組蛋白乙?；^程。ANP32A可通過結合神經絲輕鏈基因的啟動子及調控組蛋白乙?；乃秸{控神經纖維輕鏈的表達，從而影響神經細胞軸突的生成。Kular等［4］研究發現，轉染ANP32A siRNA的PC12細胞，無論是在分化前還是在NGF誘導分化后均表現為神經軸突的過生長，而原代培養LANP基因敲除小鼠海馬神經元細胞的軸突長度相比野生型小鼠明顯增加。Opal等［7］研究發現，ANP32A的細胞定位與神經元分化有關。在神經元軸突形成過程中，ANP32A從胞核遷移至胞質。在未分化的neuro2a細胞中，LANP主要定位于細胞核。采用雙丁酰環腺苷酸誘導神經元分化后，LANP主要分布于胞質和軸突，尤其是那些具有廣泛突起的神經元細胞內，LANP的定位改變更加明顯。研究表明，ANP32A在胞質中與微管相關蛋白1B(MAP1B)輕鏈結合，通過調節MAP1B在突起延伸中的作用來調節神經元細胞軸突的形成。

3　ANP32　A與神經系統疾病發生發展的關系

3.1阿爾茨海默病阿爾茨海默病微管結合蛋白tau異常高磷酸化，使得其微管結合和組裝活性下降，導致神經元纖維纏結。而蛋白磷酸酶PP2A是tau蛋白磷酸化的重要調節劑。Chen等［5］研究發現，阿爾茨海默病患者腦組織中ANP32A表達水平升高，PP2A酶活性下降，tau蛋白高磷酸化。ANP32A的N端1～120位氨基酸殘基可與PP2A的催化亞基結合，抑制PP2A酶活性。過表達ANP32A或ANP32A短截體的PC12/tau441細胞中tau磷酸化水平明顯增加，引起微管網絡和軸突生長紊亂。Tsujio等［23］在穩定轉染了人Tau441的PC12細胞中發現，ANP32A在PC12細胞中過度表達可致tau蛋白的12E8、PHF-1、M4和tau-1位點磷酸化水平增加，而12E8和PHF-1位點磷酸化水平增加尤為顯著。ANP32A過表達可致tau蛋白高磷酸化和PC12細胞退化死亡。

3.2神經炎性反應趨化因子受體CXCR4及其內源性配體CXCL12在維持中樞神經系統正常發育和穩態及各種神經炎癥/感染性疾病的神經病理過程中發揮重要作用。研究表明，視網膜母細胞瘤蛋白(Rb)在CXCL12/CXCR4生物軸介導的神經保護作用中扮演重要角色。Khan等［6］研究表明，無論在幼稚還是成熟神經元細胞中，ANP32A均能作為INHAT復合物的一個重要組成部分與Rb蛋白相互作用，引起基因抑制，從而保護神經元免于N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)所致的興奮性毒性。CXCL12可刺激原代培養皮層神經元細胞內LANP表達水平升高，CXCR4抑制劑AMD可阻斷這一反應，但該作用不被NMDA興奮性毒性所抑制。提高內源性的ANP32A表達，明顯提高NMDA作用下神經元細胞的存活率，從而保護神經元免于興奮性毒性損傷。

3.3 1型脊髓小腦共濟失調(SCA1)ANP32A在小腦的浦肯野細胞中的表達量極為豐富，且ANP32A表達量與小腦發育存在時間相關性，說明ANP32A在浦肯野細胞的發育成熟中發揮重要作用。雖然SCA1的發病機制尚不十分清楚，但相關證據表明，SCA1與ataxin-1(ATXN1)功能失調有關。Sánchez等［24］研究表明，ANP32A與ATXN1存在相互作用，且均能通過影響PP2A通路而在SCA1中發揮作用;表達ATXN1突變體的SH-SY5Y細胞發生神經炎樣表型改變，伴有PP2A-b亞基和ANP32A的表達水平降低，PP2A-c催化亞基及PP2A通路蛋白Erk2和Gsk3β磷酸化改變等。這些改變均可通過提高ANP32A的表達而得到改善。

總之，ANP32A作為一個多功能蛋白，在人體大腦中的表達水平非常高，可參與多種神經病理、生理過程。對其深入研究，不僅有助于揭示神經退行性病變、腫瘤等發生發展的可能機制，而且可為神經系統疾病的治療提供新思路。

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收稿日期:( 2014-12-24)

通信作者:王運良

基金項目:國家自然科學基金面上項目(81472350、31071256)。

文章編號:1002-266X(2015)33-0091-03

文獻標志碼:A

中圖分類號:R745

doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2015.33.037