TAM受體及其信號通路在免疫調節中作用的研究進展

唐紅梅，趙麗娜，賈長虹，丁存寶，李巍偉，李明

(華北理工大學生命科學學院，河北唐山063000)

TAM受體及其信號通路在免疫調節中作用的研究進展

唐紅梅，趙麗娜，賈長虹，丁存寶，李巍偉，李明

(華北理工大學生命科學學院，河北唐山063000)

Tyro3、Axl和Mer受體酪氨酸激酶簡稱TAM受體，是受體酪氨酸激酶亞家族之一。TAM受體的配體是結構相似的生長停滯特異性基因6(Gas6)和S蛋白(ProS)。TAM受體和配體廣泛表達于哺乳動物多種細胞表面，具有抑制細胞凋亡，促進細胞增殖，介導細胞黏附、遷移、吞噬等生理功能，參與機體的免疫調節。缺失TAM受體的小鼠患有慢性炎癥和自身免疫病等免疫性疾病，這與TAM受體信號通路介導的清除凋亡細胞和抑制天然免疫等作用密切相關。

TAM受體；TAM信號通路；受體酪氨酸激酶；細胞黏附；細胞遷移；細胞吞噬；自身免疫性疾病

Tyro3、Axl和Mer受體酪氨酸激酶簡稱TAM受體，屬于受體酪氨酸激酶亞家族之一，其共同配體是生長停滯特異性基因6(Gas6)和S蛋白(ProS)。TAM受體和配體廣泛表達于哺乳動物免疫、血液、生殖、循環和神經等系統的多種細胞中，具有抑制細胞凋亡、促進細胞增殖和介導細胞黏附、遷移、吞噬凋亡細胞等多種生物學功能。本研究對TAM受體及其信號通路在免疫調節中作用的研究進展進行綜述。

1 TAM受體及其信號通路

1.1 TAM受體 Tyro3、Axl和Mer基因的DNA序列非常相似，大小均為3～5 kb。Tyro3和Axl含有20個外顯子，Mer含有19個外顯子[1～3]。Tyro3、Axl和Mer基因的表達產物分別稱為Tyro3[4]、Axl和Mer受體酪氨酸激酶。TAM受體是單次跨膜蛋白，由神經細胞黏附分子的胞外配體結合域、跨膜區和有酪氨酸激酶結構域的胞內區組成，所以該家族受體既有黏附分子的特點，又有酪氨酸激酶的活性。與Tyro3相比，Axl與Mer受體在結構上具有較高的相似性，胞外區同源氨基酸占31%～36%，胞內區同源氨基酸占54%～59%[4]。由于翻譯后糖基化、磷酸化和泛素化等修飾作用，Axl和Tyro3受體的分子量100～140 kDa，Mer受體的分子量為165～205 kDa，其修飾作用具有組織和細胞特異性[5]。

配體Gas6和ProS同為維生素K依賴蛋白家族成員，二者同源的氨基酸序列達42%，由11～12個谷氨酸殘基組成的Gla結構域、4個表皮生長因子樣重復區、1個與性激素結合球蛋白樣結構域組成[6]。但是，Gas6缺乏ProS被凝血酶識別的結構域，所以ProS既充當TAM受體的配體，又發揮抗凝劑作用。由于結構的細微差異，配體與TAM受體結合的親和力亦有差別，Gas6與受體的親和力從高到低依次為Axl、Tyro3、Mer；ProS可結合Tyro3和Mer，很少與Axl結合[7]。

1.2 TAM受體的信號通路 配體Gas6和ProS具有兩個特征性結構域，其對于TAM受體的生物學活性至關重要。第一個結構域是位于羧基端的性激素結合球蛋白，此結構域可結合受體胞外區，使受體二聚化和胞內區酪氨酸激酶活化；另一個結構域是位于氨基末端含有豐富谷氨酸殘基的Gla結構域，此結構域可與凋亡細胞的磷脂酰絲氨酸(PS)結合，促使巨噬細胞識別這些死細胞。

在表達Tyro3和(或) Axl受體的細胞中，胞內區羧基端酪氨酸激酶結構域有相對保守的、與PI3K的Grb2和p85亞單位結合的位點，可激活磷酸肌醇3-激酶(PI3K)/AKT途徑，促進細胞存活和增殖[8]；而在表達Mer受體的細胞中，除了能激活PI3K/AKT途徑，還可以激活γ-磷脂酶C(PLC-γ)、活化蛋白酶C(PKC)和Rac等蛋白，使細胞骨架發生改變，介導凋亡細胞的吞噬[9]。巨噬細胞、樹突狀細胞(DC)和其他免疫細胞既表達TAM受體又表達炎癥因子α型干擾素(INFα)受體。TAM受體和INFα受體相互作用，激活JAK/STAT信號通路，誘導SOCS1和SOCS3產生，抑制炎癥發展[10]。因此，TAM受體的不同生物學作用取決于差別性激活PI3K/ AKT信號通路還是 JAK/STAT信號通路。

2 TAM受體及其信號通路在免疫調節中的作用及其機制

基因敲除的Tyro3-/-Axl-/-Mer-/-小鼠(簡稱TAM小鼠)不僅患有慢性炎癥和自身免疫性疾病等，還表現雄性小鼠不育、視覺障礙等非免疫性疾病，上述疾病的發生均與TAM受體介導的清除凋亡細胞、抑制天然免疫等生物學功能密切相關。

2.1 介導凋亡細胞清除 巨噬細胞和DC等吞噬細胞每天吞噬人體產生的約109個凋亡細胞，以維持組織更新和穩定。Gas6或ProS作為“橋聯分子”鏈接在吞噬細胞表面TAM受體和凋亡細胞表面PS分子之間，激活TAM受體胞內區酪氨酸激酶，觸發信號轉導的級聯反應，重新配置肌動蛋白骨架，清除凋亡細胞。

小鼠進入性成熟期后，超過一半的精子細胞在生精過程中凋亡，曲細精管的支持細胞清除這些凋亡細胞，維持睪丸內環境的穩態。TAM雄性小鼠出生5周后開始精子發生，由于其支持細胞缺乏TAM受體信號通路作用，吞噬凋亡細胞的能力顯著減弱，曲細精管中堆積大量凋亡細胞，導致生精細胞退化[2]，并且成年TAM雄性小鼠睪丸的大小只有野生型小鼠的1/3。TAM小鼠視網膜也出現相似的退行性病變，出生2個月后視網膜上大部分感光細胞死亡，導致視網膜營養不良甚至失明[11]。但是，視網膜感光細胞并不表達TAM受體，而作為吞噬細胞的視網膜色素上皮細胞(RPE)表達Mer和Tyro3受體。在RPE中，Mer受體參與MFG-E8介導的αVβ5整合素的吞噬過程[12]。與支持細胞不同，RPE吞噬的不是凋亡細胞，而是視細胞外節盤膜的活細胞。新合成的感光細胞插入到視細胞外節基底部，遠端細胞被RPE吞噬，維持視網膜外節長度穩定。視網膜上皮細胞正常情況下不會發生凋亡，只有突變的RPE無法吞噬視細胞外節盤膜時才發生凋亡。人體不同的Mer基因突變體可導致遺傳性視網膜色素變性和視網膜營養不良[13]。

2.2 調控天然免疫 TAM受體可以下調促炎因子INF-α介導的JAK-STAT1信號通路，從而抑制天然免疫。病原體感染前，DC中Axl表達處于中等水平，但膜上Toll樣受體(TLRs)被激活后，DC釋放的炎癥因子INF-α與其受體結合，激活JAK-STAT1信號通路，上調Axl表達[14]。上調的Axl蛋白結合到INF-α，阻斷IFN-α與受體結合，激活抑炎因子SOCS1和SOCS3。SOCS1和SOCS3的作用底物是MAL、TRAFs和JAKs等蛋白[15]。TAM受體信號通路不僅關閉了促進炎癥加重的INF-α介導的JAK-STAT1信號通路，而且可作為關鍵分子阻斷這一通路。Axl-/-和TAM小鼠的DC由INF-α誘導產生SOCS1和SOCS3的能力明顯減弱。此外，TAM受體還上調轉錄因子twist表達，而twist下調炎癥因子TNF-α表達，抑制天然免疫[16]。

TAM受體信號通路還鏈接天然免疫和特異性免疫，限制免疫反應的強度和持續時間，避免應答失控引起的損傷。病原體進入機體，DC等抗原呈遞細胞激活T細胞，活化的T細胞表達ProS(靜止T細胞不表達)[17]。當T細胞缺失ProS基因時，DC被活化和持續產生炎癥因子。條件敲除T細胞ProS基因的小鼠免疫應答能力顯著提高。ProS-TAM受體介導的負反饋通路是維持機體免疫穩態的重要機制。TAM受體缺失小鼠常患有慢性炎癥。脂多糖可導致體外培養的Mer-/-小鼠腹腔巨噬細胞TNF-α表達明顯增加；體內注射脂多糖，Mer-/-小鼠使用的LD50劑量是野生型小鼠的一半，但是Mer-/-小鼠血清中TNF-α水平是野生型小鼠3倍，而且超過90%的Mer-/-小鼠死于內毒素性休克[18]。

3 TAM受體與自身免疫性疾病

凋亡細胞的清除障礙和TLRs/INFα信號通路的持續作用導致TAM小鼠患有多種自身免疫病，如多發性硬化癥(MS)、全身性紅斑狼瘡(SLE)、類風濕性關節炎(RA)和炎性腸疾病(IBDS)等。

MS是一種脫髓鞘性自身免疫病。在Axl-/-或Gas6-/-小鼠飲食中添加cuprizone，神經脫髓鞘癥狀明顯加重，且恢復期凋亡細胞的清除和髓鞘再生都延遲[19]。外源性添加Gas6促進野生型小鼠大腦由cuprizone誘導損傷后的髓鞘再生。此外，TAM小鼠關節腫脹，腎和其他組織有IgG沉積，肝、脾和淋巴結嚴重腫大，血清中出現較高滴度自身抗原的抗體(包括抗染色質、抗雙鏈和單鏈DNA以及抗磷脂等抗體)[20]。表達TAM受體的易染體巨噬細胞(TBM)是淋巴結生發中心的巨噬細胞，吞噬通過負選擇而生成的低親和力或凋亡B細胞，阻止與自身反應的B細胞激活以及隨之發生的自身免疫病[21]。在炎癥消退期，局部浸潤的粒細胞和淋巴細胞大量凋亡，必須清除這些凋亡細胞而終止炎癥反應。如果不徹底清除凋亡細胞，會引起細胞二次壞死，泄漏的自身抗原亦可誘發自身免疫病。

流行病學調查結果顯示，人類自身免疫病與TAM受體及配體的表達下降密切相關。伴有漿膜炎、造血和免疫功能紊亂的SLE患者體內游離ProS含量顯著降低。Mer基因的多態性與SLE和MS亦有關。活化TAM受體可治療自身免疫病。糖皮質激素能上調Mer受體表達，增強巨噬細胞吞噬凋亡細胞的能力。腺病毒運載的Gas6或ProS可減輕膠原蛋白誘導的小鼠關節炎癥狀[22～24]。

4 展望

TAM受體功能的多樣性和表達的廣泛性提示其在哺乳動物體內發揮重要的調控作用。目前研究已經明確，TAM受體介導的信號通路參與免疫功能調節和維持免疫反應穩態，但仍有一些關鍵性問題需要解決。例如，哺乳動物紅細胞造血微環境是以巨噬細胞為中心的血島，TAM受體是否參與巨噬細胞清除紅細胞生成末期排出的細胞核？TAM小鼠骨髓內成熟紅細胞數量明顯減少，是否與TAM小鼠凋亡細胞的清除障礙有關？TAM受體在白血病、結直腸癌、乳腺癌等多種癌組織中表達上調，參與腫瘤的發生和轉移，與腫瘤發生、發展密切相關的腫瘤相關性巨噬細胞是否表達TAM受體？上述問題的解決將有助于了解自身免疫性疾病的發生機制。

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河北省自然科學基金資助項目(H2013209194)；河北省高等學校科學技術研究項目(20131059)。

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.44.038

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1002-266X(2016)44-0105-03

2016-01-22)