平足蛋白參與炎癥反應的研究進展

劉詩謠 趙益明

蘇州大學附屬第一醫院止血與血栓實驗室、江蘇省血液研究所（江蘇蘇州 215000）

炎癥是身體受有害刺激和組織損傷引起的反應，炎癥產生后將引起機體內的細胞變化和免疫反應，導致受損組織修復和受損組織部位的細胞增殖［1］。國內外研究的報道中已發現，平足蛋白（podoplanin，PDPN）在炎癥發生發展時期通過表達上調于炎癥相關細胞或組織細胞，影響其細胞因子的表達以及細胞的增殖、侵襲、遷移以及成熟等重要功能，從而對炎癥性疾病進行調控。靜脈血栓的形成與炎癥密切相關，而PDPN 在炎癥驅動血栓的形成過程中起到了一定的作用，有研究證明［2］PDPN 與CLEC-2 的相互作用是下腔靜脈狹窄導致的血栓形成的關鍵因素。平足蛋白是由一個高度糖基化N 端的胞外區、一個單跨膜區和一個短的胞內區組成的跨膜受體糖蛋白，一般通過蛋白質-蛋白質相互作用來發揮其功能［3］，在PDPN的胞外域CLEC-2 是其唯一的內源性配體，血小板CLEC-2 與PDPN 的結合能夠活化血小板，使其發揮處止血以外的多重作用，如促進腫瘤細胞的遷移、侵襲以及發揮炎癥調控作用［4］。現如今隨著研究的深入，PDPN-CLEC-2 軸在炎癥和血栓形成中的作用顯著凸顯，但對于已有的相關綜述來看，大部分都集中于討論和闡述PDPN 與腫瘤相互作用的機制和研究概況，而描述PDPN 與炎癥的相關綜述較少。因此，描述PDPN 與炎癥的相互作以及歸納總結已有的研究進展對于今后的炎癥疾病治療有著一定的借鑒意義、能提供新的治療思路以及對發現相應的生物制劑提供有效的策略。

1 PDPN 與炎癥相關細胞

當機體受到感染或組織受損時，首先觸發先天性免疫系統引起急性炎癥的發生，由駐留在組織周圍的巨噬細胞和肥大細胞對刺激進行識別，并產生炎癥介質引起血漿蛋白和白細胞的滲出，當有害刺激消除后，再由巨噬細胞介導分解和修復［5］。有研究證明，當產生炎癥時PDPN 能夠對LECs、成纖維細胞樣網狀細胞［6］、CD4+效應T 細胞以及巨噬細胞等免疫細胞產生調控作用［7］，從而通過調控效應參與炎癥的進展。下面將敘述常見的炎癥相關細胞上PDPN 的表達以及作用機制等。

1.1 PDPN 與T 細胞當機體內產生炎癥時，PDPN 在炎癥相關細胞上表達上調，如T 細胞亞群和巨噬細胞。有研究發現［8］，在慢性炎癥和自身免疫性疾病中PDPN 優先表達于分化的輔助性T細胞，尤其是產生白細胞介素-17 的輔助T 細胞（17-producinghelper T cell，Th17），Th17 細胞通過產生IL-17A 和IL-17F 發揮致病作用，例如自發性SKG 關節炎、自身免疫性腦脊髓炎和炎癥性腸病小鼠模型的炎癥組織中均在Th17 細胞上發現有PDPN 的表達，小鼠SKG 關節炎模型中的炎癥組織里，PDPN 陽性的Th17 細胞通過浸潤和分泌IL-17A 進行軟骨和骨破壞。

但也有研究發現，在人PDPN 表達陽性的Th17 細胞中沒有分泌IL-17 的特性，而是高表達非致病性Th17 細胞基因，包括：IL-10、IL-9、lkzf3、Ahr等，此外在一些促炎條件下，發現了隨著PDPN 的表達減少而IL-17 表達增加，Th17 細胞向致病性表型分化，在以上與小鼠相反的實驗結果中發現，人PDPN 陽性的Th17 細胞對炎癥有保護作用，而不是促進作用。

1.2 PDPN 與巨噬細胞PDPN 在巨噬細胞上的表達最早發現于脾臟紅髓的F4/80+巨噬細胞中，這些表達PDPN 的巨噬細胞在系統酵母多糖治療后的小鼠中表現出明顯的吞噬潛力增強和數量的增多，在骨髓來源的巨噬細胞和組織駐留的巨噬細胞在中沒有檢測到PDPN 的表達，只有當受到炎癥相關因子刺激后PDPN 在骨髓來源的巨噬細胞上表達上調，如脂多糖、Toll 樣受體激動劑和腫瘤壞死因子等［9］。

PDPN 能夠通過影響巨噬細胞的功能來參與炎癥的進展，如：極化、移動和運動性等，巨噬細胞在炎癥過程中會獲得不同的功能表型，通常稱為經典激活的巨噬細胞（M1 型巨噬細胞）和交替激活的巨噬細胞（M2 型巨噬細胞），FEI 等［10］報道在創傷性腦損傷后的神經炎癥組織中發現PDPN 的表達與小鼠小膠質細胞的激活和表型相關，在體外用血紅蛋白作為炎癥刺激處理后，敲低PDPN 會減少M1 型小膠質細胞的比例，增加M2 型細胞的比例，同時減少IL-1β 和TNF-α 的分泌，增加IL-10和TGF-β 的分泌，證明了PDPN 會影響巨噬細胞的炎癥表型。此外，PDPN 與CLEC-2 的相互作用誘導了肌動蛋白細胞骨架重組，增加PDPN 與ERM蛋白和CD44 的相互作用，促進巨噬細胞遷移，CHEOK等［9］提出，在幽門螺桿菌感染過程中，PDPN通過調節肌動蛋白交聯蛋白家族的成員細絲蛋白C，穩定并連接肌動蛋白網絡到細胞膜，從而促進活性巨噬細胞的運動，他們證明［9］PDPN 可能通過與ERM 復合物相互作用并激活Rho GTPase信號通路促進細絲蛋白C 的反式激活，但這一觀點需進一步的驗證來證實。

炎癥發生時PDPN 在不同的時期表達于異位細胞或表達上調，通過與其相關配體相互作用參與炎癥的進展，但該糖蛋白在炎癥中的病理作用遠未闡明，其額外的配體及其相關功能等也有待確定，新型的配體有利于今后更好地揭示PDPN 在炎癥免疫細胞募集、極化和活化中的作用機制。此外PDPN 在炎癥組織中的上調在幾種炎癥組織損傷模型中普遍存在，但PDPN 上調的細胞內途徑尚不清楚，還需今后的研究進一步的探索和驗證。

2 PDPN 與炎癥相關疾病

從現有的研究報道中證明了PDPN 在炎癥和癌癥等疾病的不同細胞類型中表達上調，包括成纖維細胞、巨噬細胞、輔助性T 細胞等，并在其中發揮重要作用。PDPN 通過與其配體的結合調節增殖、收縮、遷移、上皮-間質轉化和細胞外基質重塑的信號通路調節從而參與急、慢性炎癥性疾病，如膿毒癥、細菌性感染、銀屑病等，促進炎癥驅動和癌癥相關的血栓形成。血栓性疾病是導致成年人殘疾和死亡的主要原因，其中炎癥導致相關血栓形成在疾病產生中起著重要的作用，有眾多證據表明PDPN 在動脈粥樣硬化、缺血性腦卒中、靜脈血栓、腎臟和肝臟的缺陷再灌注損傷等血栓性疾病中發揮著功能。

2.1 PDPN 與急性炎癥性疾病急性炎癥性疾病病情急驟，持續時間較短，常見滲出病變，相關炎癥細胞主要為中性粒細胞。PDPN 在一些急性炎癥疾病中都起到了重要的作用和功能，例如細菌性感染、膿毒癥以及急性肺炎等，PDPN 常通過與CLEC-2 的相互作用以及下游信號通路等在炎癥發生時以及炎癥引起的相關血栓形成時發揮功能。

XIE 等［11］發現了膿毒癥早期時血小板在調節補體激活中的新功能，在血小板CLEC-2 缺陷小鼠的大腸桿菌感染后早期出現更高的補體激活、更劇烈的肝臟補體攻擊以及更低的血漿補體抑制劑，而在膿毒癥早期循環單核細胞表達PDPN，并通過與血小板上的CLEC-2 結合從而誘導血小板釋放補體抑制劑，減輕了膿毒癥小鼠的肝功能障礙。RAYES 等［12］研究發現通過構建腹腔注射脂多糖和盲腸結扎穿孔兩種膿毒癥小鼠模型中，特異性敲除CLEC-2 的血小板會導致系統性炎癥增強和器官損傷加速，藥理學抑制CLEC-2 與PDPN的作用會影響膿毒癥時免疫細胞浸潤和炎癥反應，這提示PDPN 的激活是血小板CLEC-2 發揮抗炎作用的基礎。

據LAX 等［13］研究報道PDPN 與CLEC-2 相互作用可以在LPS 誘導的急性呼吸窘迫綜合征的小鼠模型中保護肺損傷，其主要是通過LPS 誘導巨噬細胞PDPN 表達上調，PDPN 陽性的炎癥巨噬細胞直接與血小板上的CLEC-2 作用來調節炎癥。因此，血小板CLEC-2-PDPN 信號軸在肺損傷模型中的保護作用可能會成為未來急性呼吸窘迫綜合征患者治療干預的新靶點。

有研究報道，在鼠傷寒沙門氏菌系統性感染后的肝臟炎癥期間，PDPN 在鄰近血管的巨噬細胞中表達上調，血小板從受損的血管中泄露出來使其膜上的CLEC-2 與PDPN 相結合而激活，導致炎癥誘導血栓形成［15］

2.2 PDPN 與慢性自身免疫性疾病自身免疫性疾病是一種有著高發病率和病死率的疾病，其特點是抗體和（或）自身反應性T 細胞的存在，對中樞和（或）外周耐受的破壞導致發病［16］，PDPN 在慢性自身免疫性疾病中常通過表達上調于疾病相關淋巴細胞或組織細胞，介導細胞產生相應的細胞因子從而參與自身免疫性疾病的發展。

在多發性硬化癥（multiplesclerosis，MS）、類風濕性關節炎（rheumatoidarthritis，RA）和結腸炎等慢性自身免疫性疾病中［17］，CD4+T 輔助細胞的兩種亞群Th1 和Th17 細胞及其分泌的促炎細胞因子IL-17 在疾病中起到促炎、誘導組織損傷的作用［18］。在近期的研究發現，通過植物學凝素激活的外周血單個核細胞和從RA 患者分離的滑膜細胞共培養實驗觀察到激活的淋巴細胞和RA 滑膜細胞之間的相互作用促進IL-17 的高分泌，但非致病性Th17 淋巴細胞上高表達PDPN，其通過PDPNCLEC-2 信號通路負向調節CD4+效應T 細胞功能，介導Th17 細胞抑制。其次自身免疫性疾病中異位淋巴樣結構也是其發病機制的關鍵因素，而MS的實驗性自身免疫性腦脊髓炎動物模型和RA 相關實驗中發現，表達PDPN 的Th17 細胞及其分泌的IL-17 與異位淋巴濾泡促進形成，IL-27 抑制表達PDPN 的Th17 細胞的分化，負向調節異位淋巴濾泡的發育。除了Th17 細胞，RA 中活化的成纖維細胞樣滑膜細胞（fiborblast-likesynoviocytes，FLSs）是滑膜組織轉化和關節破壞的關鍵介質，并且PDPN 在RA 侵襲性滑膜組織的FLSs 上高表達，且促炎介質也能導致PDPN 的表達上調，這些結果都證明了表達PDPN 的相關細胞在關節破壞和促炎中起到至關重要的作用。

在銀屑病等相關慢性炎癥性疾病的角質細胞中經常過表達κB 家族激酶α 抑制蛋白（inhibitoryprotein of NF-κB family kinase-α，IKKα），該蛋白激活NF-κB 信號參與表皮分化和皮膚病的發病機制，有研究［19］在使用人HaCaT 角質形成細胞和真皮成纖維細胞的器官型皮膚培養中發現，角質形成細胞過表達IKKα 導致表皮結構破壞，角質形成細胞增加分化改變，并侵入真皮病灶，而這些效應都伴隨著PDPN 的表達上調。這些數據表明，除了STAT 和Smad 信號通路，NF-κB 信號通路控制角質形成細胞中PDPN 的表達上調，促進表皮病變。

2.3 PDPN 作為炎癥性疾病的治療靶點從已有的研究中說明了PPDN 在免疫系統和炎癥性疾病中起到關鍵作用，靶向PDPN 進行炎癥調節代表一種新的治療策略［20］。通過抗體和凝集素結合PDPN 高度糖基化的胞外結構域能影響PDPN 的信號轉導，例如，半乳凝素-8 通過結合PDPN 參與病理性淋巴管生成，因此使用植物凝集素干擾半乳凝素和PDPN 之間的相互作用來阻礙下游信號通路的激活；凝集素MASL 識別末端α-2，3-唾液酸化寡糖與PDPN 胞外唾液酸化糖蛋白結合，從而干擾α-2，3-唾液酸化跨膜受體PDPN 的功能來保護骨關節炎損傷下軟骨的結構和功能等［21］。這些觀察結果共同表明了PDPN 是調節免疫細胞募集和活化的新抗炎靶點，能為今后的炎癥性疾病提供新的探索思路。

3 PDPN 與炎癥相關出凝血機制

PDPN 與機體各種組織和器官中相應的蛋白相互作用來發揮其功能的多效性，尤其是血栓的形成和炎癥當中［4］。很多種血栓性疾病的發生發展來源于炎癥反應參與的血栓形成、血栓機化等過程，比如：動脈粥樣硬化、缺血性腦卒中、靜脈血栓的形成、心肌缺血等。而現已有各類的研究結果證明CLEC-2 與PDPN 相關通路在炎癥發生而導致血栓形成的疾病中起到重要作用，其相關機制與PDPN 的表達上調息息相關［22］。

在血栓形成期間，PDPN 的表達上調于下腔靜脈壁中的管腔內側內皮細胞，其原因是由于腔靜脈狹窄引起的高度扭曲的血流和隨后的缺氧［23］，又因血壓上升和血管壁拉伸，內皮細胞之間間隙松散，使得PDPN 易于與血小板上的CLEC-2 結合，隨之觸發血小板的聚集和活化，當使用中和抗體后產生的血栓變小，這也就說明了PDPN 在此位置有助于加劇深靜脈血栓的形成［21］。

PDPN/CLEC-2 軸也被認為是血栓炎癥性疾病的主要調節因子，有研究證明在小鼠大腦中動脈阻塞模型中［24］，心肌缺血再灌注（ischemia/reperfusion，I/R）損傷后CLEC-2 和PDPN 表達增加，使用抗PDPN 抗體預處理后能減少梗死體積和神經功能缺損，IL-18 和IL-1β 顯著降低，這表明了PDPN/CLEC-2 軸可能通過調節NLRP3 炎癥小體在缺血性腦卒中炎癥調節中發揮作用［25］。在缺血性腦損傷模型中發現到反應性星形膠質細胞中PDPN表達上調［26］，阻斷PDPN 后可減少大腦中動脈阻塞后梗死面積，改善神經功能缺損。QIAN 等［27］利用轉錄組測序分析報道了PDPN 中和抑制I/R 誘導的小膠質細胞活化的分子機制，發現抗PDDPN治療調節了許多炎癥相關的信號通路，一些上游蛋白可能通過下調CLEC-2 保護小鼠免于急性缺血性疾病不發生顱內出血，這為今后研究PDPN/CLEC-2 軸在缺血性腦卒中中的作用機制提供了一些線索。

PDPN 在眾多血栓下疾病的發病機制中都起到了重要作用，尤其是通過PDPN/CLEC-2 信號通路的作用下，有的細胞群在正常的情況下不表達PDPN，但隨著缺血后時間推移PDPN 表達上調，如SMCs、內皮細胞、星形膠質細胞、周細胞等，但PDPN 在此類缺血性疾病中的確切機制尚未明確，所以有許多問題仍待進一步的闡明，如PDPN 的細胞/階段性作用及其分子機制和抗PDPN 治療與缺血性疾病等，此類問題的聚集能夠為血栓性疾病的治療提供從實驗室轉化到臨床的新靶點。

4 展望

PDPN 經過了30 多年的研究，在近十年得到了顯著的進展，對PDPN 參與生理病理過程的機制和作用都進行了細致的探索，從免疫反應、血栓形成到炎癥、癌癥等各個方面都取得了一定的進展。但PDPN 在炎癥中還存在著未闡明的作用機制，如：其是否含有額外的生理伴侶，其在參與炎癥病理過程時是否受到磷酸化的調節，何種情況下會被磷酸化，PDPN 的蛋白水解加工是否具有功能相關性。在一些炎癥組織損傷模型的炎癥組織中存在PDPN 表達上調，但其上調的細胞內途徑尚不清楚。根據現有的研究中可知，當存在炎癥和癌癥時PDPN 在一些激活的基質細胞亞群中普遍表達上調，但在PDPN 對各類炎癥性疾病的致病性上依舊存在爭議，所以在今后的研究中應更加努力去探尋PDPN 在效應T 細胞、肌成纖維細胞樣細胞和CAFs 中的功能以及進一步研究PDPN 在淋巴管生成中的作用，提高我們對PDPN 在炎癥中功能的作用和認識，為今后開發新的治療方法提供參考方向。

【Author contributions】LIU Shiyao wrote the article.ZHAO Yiming designed the study and reviewed the article.All authors read and approved the final manuscript as submitted.