層粘連蛋白相關疾病的研究進展

韓旭，溫樹正，景尚斐，張國榮，張金才，許鵬程，郭文，韓超前

（1.內蒙古醫(yī)科大學，內蒙古 呼和浩特 010059；2.內蒙古醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院 手足顯微外科，內蒙古 呼和浩特 010059）

層粘連蛋白(LN)是細胞外基質（ECM）的組成部分，廣泛存在于外周神經(jīng)系統(tǒng)，其有助于圍繞上皮細胞的基底層的結構并介導細胞粘附、生長、移動、增殖、分化及對神經(jīng)突起的伸展具有重要影響。層粘連蛋白是由以“十”字形結構排列的三種不同多肽鏈（α，β和γ）組成的異源三聚糖蛋白。近年來隨著科學研究的不斷深入，層粘連蛋白在臨床中的作用與應用前景得到廣泛關注，目前層粘連蛋白應用在臨床眾多方面，效果得到明顯肯定。本文對LN表達與人體組織疾病及周圍神經(jīng)再生修復方面的發(fā)展密切關系做一綜述。

1 層粘連蛋白的分子結構與命名

層粘連蛋白是由α鏈和β鏈和γ鏈經(jīng)二硫鍵連接而成的異源三聚體，常表現(xiàn)為“十”字結構。胡迎春等學者提出，α鏈由C末端的長臂和N末端短臂組成，C末端的長臂含有1～5個功能區(qū)域，而這些區(qū)域參與細胞受體如整合素和肌營養(yǎng)不良蛋白聚糖的相互作用，而N末端短臂主要是與分子的聚集作用相關，但是也能與整合素受體結合，α鏈的短臂在長度上有很大的多變性。β和γ鏈參與細胞外基質分子的相互作用，如LN-15γ3和LN-1γ1與巢蛋白結合，LN-5β3與膠原蛋白Ⅶ相連。不同的α，β和γ鏈構成不同的LN異構體，迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)16種LN異構體[1]。通常我們根據(jù)組成層粘連蛋白的每條鏈的類型來對其進行命名，例如由α3、β3、γ2構成的LN可直接命名為Lamnin－332（即LN－332）。

2 層粘連蛋白的生理功能

實驗研究證實，細胞和膠原基質的結合在很大程度上依靠糖蛋白的連接，如平滑肌細胞，成纖維細胞通過纖維素與膠原結合，而支托于基底膜上的細胞并不直接粘著N型膠原，而是連結LN的多肽H部位，再由LN短臂上的球形結構與N型膠原結合，從而使細胞與膠原基質粘附[2]。有學者研究發(fā)現(xiàn)[3]，神經(jīng)軸突前端的長錐存在著能與LN功能基團相結合的受體，當受體與這些功能基團結合后，受體通過微管、微絲調節(jié)神經(jīng)細胞內的肌球蛋白、肌動蛋白,調節(jié)生長錐的形態(tài)和細胞骨架的動力，促使神經(jīng)軸突向外生長。因此，LN在促進中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元軸突生長發(fā)揮了重要作用。

3 層粘連蛋白與腫瘤領域的相關疾病

現(xiàn)代腫瘤學研究發(fā)現(xiàn)，層粘連蛋白的表達與腫瘤分期、組織浸潤及淋巴結轉移關聯(lián)緊密，其在有些腫瘤中表達的效果明顯。作為基底膜屏障功能的主要決定者，腫瘤細胞粘附基底膜主要由層粘連蛋白介導，并且隨著LN與腫瘤細胞接觸，Ⅵ型膠原酶產生增多可導致基底膜的崩解，基底膜受損，腫瘤浸潤并且轉移，進一步導致LN減少。有學者研究認為，LNy 2和LNβ 3表達在侵襲性前沿的癌細胞中有助于癌細胞更積極的表型，導致膽道癌的進展。說明LNy 2和LNβ 3結合MMP 7，在膽道癌的進展中發(fā)揮關鍵作用[4]。也有學者發(fā)現(xiàn)癌細胞內層粘連蛋白的表達與癌周基底膜層粘連蛋白的表達具有不同的生物學意義，聯(lián)合觀察癌細胞內及癌周基底膜LN的表達情況有助于判斷鼻咽癌的預后[5]。還有學者認為：LNα3的表達與胰腺癌的發(fā)生、侵襲、轉移密切相關，尤其胞質/間質的共同表達可作為判斷胰腺癌肝轉移、血管浸潤、膽管浸潤的重要參考指標[6]。有學者研究報道LN-5γ2蛋白表達與食管鱗癌患者的臨床分期有關，且在同一腫瘤內不同區(qū)域存在異質性，LN-5γ2蛋白在正常上皮組織中不表達，而在食管鱗癌中表達上調，并且與食管鱗癌的臨床分期有關，提示LN-5γ2蛋白的異常表達可能參與了食管鱗癌的進展[7]?，F(xiàn)代研究表明，laminin 332作為基底膜的一種糖蛋白分子，不僅在結構上對上皮細胞與基底膜的穩(wěn)定結合起著關鍵作用，而且在促進細胞粘附、遷移和細胞分化及創(chuàng)傷修復等方面均有重要的意義。Laminin332的異常表達與婦科腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密切相關，有望為婦科腫瘤的早期診斷及靶向治療提供新的理論依據(jù)[8]。李岱娟等研究證實，Laminin與CollagenⅣ表達會隨著宮頸上皮內瘤變隨著病變的加重而減弱，在浸潤癌中會出現(xiàn)斷裂，有助于原位癌與微小浸潤癌的鑒別診斷，同時對預測宮頸上皮內瘤變向浸潤癌發(fā)展有指導意義，有利于宮頸癌的早期診斷及預防[9]。馮城婷等研究發(fā)現(xiàn)，LN在乳腺癌組織中表達失去連續(xù)性，甚至有明顯的斷裂，提示腫瘤組織中出現(xiàn)了明顯的基膜破壞，并且層粘連蛋白的表達水平還與腫塊長徑及TNM分期正相關，表明腫瘤的進展與層粘連蛋白的破壞相關[10]。王悅中等研究證明，綜上所述，層粘連蛋白在肺癌中的表達是與分化程度、原發(fā)灶與轉移灶及淋巴轉移和生存期密切相關的，因此，可有望用來作為肺癌淋巴轉移潛能和預后的指標[11]。胡明明等研究證明，LN在NMIBC中的表達也明顯升高，且LN同樣能與細胞表面的整合素受體結合，因此，LN的表達升高同樣可能與膀胱癌的化療抵抗發(fā)生有關，且其在NMIBC中的表達升高可能是化療耐藥發(fā)生的啟動因素[12]。目前大量學者從事層粘連蛋白與腫瘤相關疾病的研究，已取得了明顯的臨床效果。

4 層粘連蛋白與周圍神經(jīng)再生修復

細胞外基質，包括膠原蛋白、層粘連蛋白或纖維連接蛋白，在周圍神經(jīng)再生中起重要作用。層粘連蛋白是細胞外基質的重要成分，促進細胞與細胞外基質、細胞之間相互黏合已被證實在神經(jīng)發(fā)育和再生中起重要作用。有學者研究證實，視神經(jīng)損傷后，通過自體坐骨神經(jīng)移植來模擬一個適宜視神經(jīng)軸突生長的環(huán)境，增加層粘連蛋白和纖維連接蛋白等細胞外基質的表達，充分發(fā)揮它們在神經(jīng)再生中的作用，可能為視神經(jīng)損傷后的修復帶來新的希望[13]。張鍵、陳仲偉等通過實驗研究證實，LN治療組術后1，3，4個月時的神經(jīng)肌肉動作電位、運動神經(jīng)傳導速度、再生有髓神經(jīng)纖維數(shù)量及髓鞘厚度均明顯優(yōu)于對照組。相應節(jié)段和背根神經(jīng)節(jié)標記神經(jīng)元明顯多于對照組。因此Laminin可在神經(jīng)再生過程發(fā)揮多重效應，確能促進周圍神經(jīng)損傷后的再生[14]。王國英，胡耀民等研究發(fā)現(xiàn)，層粘連蛋白促進軸突生長的機理可能在于它能促進增加細胞的粘附作用，保持生長錐前進運動的穩(wěn)定性，防止其回縮，所以大大加快了軸突的始動和生長。并提示LN有引導再生軸突生長進入基底膜管內的作用[15]。陳雪，林巍巍等研究發(fā)現(xiàn)，LN作為基質中一種多功能的蛋白質分子，能選擇性地結合到SCs表面，促進SCs合成ECM成分，并在其粘附過程中發(fā)揮作用[16]?？傮w而言，層粘連蛋白能促進受損神經(jīng)再生修復已被證實，但其促進周圍神經(jīng)再生修復的機制尚未獲得明確的答案。闡明層粘連蛋白促進神經(jīng)修復再生的作用和機制，從而改變層粘連蛋白的成分，獲得更好的修復效果將是我們日后研究的重點和難點。

5 層粘連蛋白與其他相關疾病

層粘連蛋白除與以上幾種疾病相關外，在臨床的其他疾病方面的進展也被廣泛探索。李錦錦等研究發(fā)現(xiàn)，LN-111具有促進血管生成的作用，LN-111在胚胎時期較高表達，并且在胚胎期血管生成以及腎小管生成等中具有重要的作用，在成體組織中LN-111表達受限，主要表達了乳腺、腸腺，可能與細胞極化和重塑有關[17]。施浩，王任直研究證實借助整合素和層粘連蛋白的相互作用，使得NSPCs始終和血管保持緊密聯(lián)系；在血管微環(huán)境提供的支持下以及在SDF-1的趨化作用下，NSPCs得以從“SVZ區(qū)”健康遷移至梗死灶周邊[18]。劉濤，陳俊英在Ti基材料表面分別構建了共價型和納米顆粒裝載型兩種層粘連蛋白/肝素/SDF.1a多功能微環(huán)境，以期實現(xiàn)在抗凝和抗增生的基礎上，誘導并加速材料表面血管內皮再生[19]，并最終分別篩選出共價型和納米顆粒裝載型兩類層粘連蛋白/肝素/SDF.1a生物微環(huán)境的構建方式。從而為心血管材料表面生物微環(huán)境的合理構建提供了重要數(shù)據(jù)支持，也為心血管支架的表面設計提供了新思路。有學者經(jīng)過細胞培養(yǎng)等實驗證實，通過上調層粘連蛋白或B1.整合素/FAK/AKT的通路可能引導出有關青光眼的新治療法并且很可能減少青光眼患者的視力損失和精神焦慮[20]?？傮w來說，層粘連蛋白在血管生成等臨床方面的其他應用是未來臨床探索的熱點和難點，層粘連蛋白在這些疾病中有效應用很有潛在前景和價值。

目前與層粘連蛋白相關的疾病眾多，而且各種疾病的作用機制不一。隨著現(xiàn)代醫(yī)學的發(fā)展以及人們對層粘連蛋白內在結構和功能及作用機制的認識不斷深入，相信不久的將來臨床上與LN密切相關的難治性疾病會得到更好的診斷與治療，特別是其在周圍神經(jīng)再生修復領域將取得更顯著的突破，通過闡明層粘連蛋白促進神經(jīng)修復再生的作用和機制，從而改變LN的成分，以獲得更好的修復效果，可能成為未來研究的一個方向，從而為廣大患者的健康謀求更多福利，做出更多更大貢獻。

[1]胡迎春，賀性鵬.層粘連蛋白與肺纖維化病變關系的研究進展[J].醫(yī)學綜述，2010，16(4)：484-486.

[2]梁成，王繼佐.亞低溫對延長再建血運治療時間窗及其對腦保護的研究[D].天津：天津醫(yī)科大學，2009.

[3]馮云，吳原，龐家容，等.難治性癲癇患者血清層粘連蛋白的表達[J].中國神經(jīng)精神疾病雜志，2009，35（2）：113-115.

[4]Toshikuni O,Hiroyuki,Shigeru,et al.Overexpression of β3/γ2 chains of laminin-5 and MMP7 in biliary cancer[J].World Journal of Gastroenterology,2009,15(31):3865-3873.

[5]賴振南，黃應桂，姚運紅.層粘連蛋白在鼻咽癌中的表達及臨床意義[J].中國腫瘤臨床與康復，2004，11（1）:29-30.

[6]陳俊，王偉林.層粘連蛋白332α3鏈的表達模式與胰腺癌的關系[J].浙江醫(yī)學，2014，36（5）:361-365.

[7]魯陳陳，吳李飛，常晨，等.食管鱗癌組織中層粘連蛋白5γ2的表達及其瘤內異質性[J].中華腫瘤雜志，2016，38（5）：363-367.

[8]謝偉民，吳宜林.層粘連蛋白332在婦科腫瘤中的研究進展[J].國際婦產科學雜志，2016，43（2）：125-127.

[9]李岱娟，岳良，孫永紅，等.層粘連蛋白與Ⅳ型膠原在宮頸原位癌及微小浸潤性癌鑒別診斷中的應用[J].實用婦科內分泌雜志，2015，2（6）：84-85.

[10]馮城婷，王瑩，史悅，等.p-ERKl/2、CD34、層粘連蛋白在乳腺癌組織中的表達及其意義[J].實用癌癥雜志，2016，31（5）：697-700.

[11]王悅中，王春芳，趙江彬，等.層黏連蛋白及其受體和Ⅳ型膠原在肺癌中的表達及臨床意義[J].臨床軍醫(yī)雜志，2015，43(6）：623-628.

[12]胡明明，潘春武，唐小瑩，等.纖維連接蛋白、層粘連蛋白、膠原蛋白Ⅳ在大鼠膀胱癌組織的表達[J].中華實驗外科雜志，2012，29（6）：1003-1005.

[13]朱捷，朱益華，唐寶豐，等.層粘連蛋白和纖維粘連蛋白在成年大鼠不同視神經(jīng)再生模型中的表達[J].眼科研究，2004，22（6）：588-591.

[14]張鍵，陳中偉，張光健，等.應用Laminin促進周圍神經(jīng)再生的研究[J].中華實驗外科雜志，1999，16(3)：244-245.

[15]王國英，胡耀民，鐘世鎮(zhèn)，等.Laminin和Fibronectin對周圍神經(jīng)中的再生軸突及非神經(jīng)元細胞的作用和影響[J].神經(jīng)解剖學雜志，1992，8（1）：23-31.

[16]陳雪，林巍巍，李奕，等.施萬細胞的層粘連蛋白表達變化及兩者關系的初步研究[J].神經(jīng)解剖學雜志，2010，26(4)：374-378.

[17]李錦錦，吳軍衛(wèi)，柴新群.層粘連蛋白-111在血管生成中作用的研究進展[J].國際外科學雜志，2012，39(9)：608-612.

[18]施浩，王任直.層粘連蛋白及其受體整合素a613 1調控腦梗死后血管神經(jīng)再生的機制研究[D].北京：北京協(xié)和醫(yī)院，2013.

[19]劉濤，陳俊英.Ti表面固定層粘連蛋白/肝素/SDF'I儀以構建抗凝及誘導內皮再生微環(huán)境的研究[D].成都:西南交通大學，2014.

[20]Yi Li,Yan-ming Chen,Ming-ming Sun,et al.Inhibition on Apoptosis Induced by Elevated Hydrostatic Pressure in Retinal Ganglion Cell-5 via Laminin Upregulating 1311 integrin/Focal Adhesion Kinase/Protein Kinase B Signaling Pathway[J].Chinese Medical Journal,2016,129(8):976-982.