精品血清载脂蛋白载脂蛋白a1偏高载脂蛋白a1载

精品血清载脂蛋白载脂蛋白a1偏高载脂蛋白a1载 血清淀粉样 P 成分、载脂蛋白 A1 的研究 进展 郭轶萍 12，赵皓琦12，邵淑娟 12 5 (1. 大连医科大学组织学与胚胎学教研室，辽宁 大连 116044; 2. 大连医科大 学辽宁省蛋白质组学重点实验室，辽宁 大连 116044) 摘要:血清淀粉样 P 成分 Serum amyloid P component，SAP是一个五聚蛋白和钙依赖蛋白 配体结合，是血清 中惟一可与细胞死亡释放的 DNA 呈钙依赖性结合的蛋白，此外 SAP 还是 唯一在 癌症晚期达的基因。载脂蛋白 A1 Apolipoprotein A1，ApoA1是高密度脂蛋白的主 10 要组成部分，最近在癌症患者的血浆中发现 ApoA1，而且在不同的癌组织中有 不同的表达。 SAP 和 ApoA1 有可能成为肿瘤早期诊断评价预后的指标，以弥补 和改善临床现有的肿瘤标 志物在肿瘤诊断中灵敏度和特异性的不足。 关键词:肿 瘤;SAP;ApoA1 中图分类号:Q71，R3415 Advances in study of Serum amyloid P component and Apolipoprotein A1 GUO Yiping12 ZHAO Haoqi12 SHAO Shujuan12 1. Department of Histology and EmbryologyDalian Medical University20 LiaoNing DaLian 116044 2. Liaoning Provincial Proteomic Key LaboratoryDalian Medical University LiaoNing DaLian 116044 Abstract: Serum amyloid P componentSAP is a pentamer and also the only one that can binding the DNA of dead cells in the serum. Still SAP is the single one which is expressed in the25 advanced stage of cancer . Apolipoprotein A1 ApoA1 is a essential part of HDL latest research showed that it can be found in the serum of cancer patients and its expression is different in various cancer tissues. SAP and ApoA1 might be indicators of prognosis evaluation of early diagnosis of tumors to compensate and improve the lack of sensitivity and specificity of clinical tumor markers in the diagnosis.30 Keys: Tumor SAP ApoA1 0 引言 血清淀粉样 P 成分Serum amyloid P component，SAP是一个五聚蛋白且能与钙依赖蛋 白配体结合，是一种古 老的蛋白质1，首次是在淀粉样沉积物中被发现的。以往的研究表明，35 它与机体 炎症反应以及遗传性、获得性淀粉样变密切相关2。近来研究进一步发现它是血清 中 惟一可与细胞死亡释放的 DNA 呈钙依赖性结合的蛋白3，并且有报道 SAP 是唯一 在癌症 晚期表达的基因4。 载脂蛋白 A1 Apolipoprotein A1，ApoA1是在肝内及肠 内合成的(是高密度脂蛋白的主 要组成部分5，它的主要功能是将组织内过多的胆 固醇运回肝内降解6，激活卵磷脂胆固醇40 酰基转移酶LCAT，使激活的胆固醇转 化成胆固醇脂，参与高密度脂蛋白的受体识别。最 近在癌症患者的血浆中发现 ApoA17，而且在不同的癌组织中有不同的表达。 基金项目:高等学校博士学科点 专项科研基金(20092105110004) 作者简介:郭轶萍，(1985-)，女，医师，肿 瘤分子生物学。 通信联系人:邵淑娟，(1966-)，女，教授，肿瘤分子生物学。 E-mail: shaoshujuan2006126.com -1- 1 血清淀粉样 P 成分(Serum amyloid P component，SAP) SAP 是一种血清糖蛋白，首次是在所有类型的淀粉样变性病的 淀粉样沉积物中发现的， 源于存在于健康人血浆中淀粉样蛋白相关的淀粉样沉积物 的发现8，此沉积物由源自不同表45 型疾病的不同前体蛋白的淀粉样纤维组成，而 SAP 因能够与所有类型淀粉样纤维共享的决 定因子结合成为这种纤维相关的主要 成分9。SAP 作为一种古老的蛋白质，在 IT1、6 等相 关炎症因子的介导下由肝细 胞合成，是应激期主要蛋白，主要在肝脏及肠内表达，具有保守 的系统发生学功能 和重要的生理功能。SAP 是血浆中主要的 DNA 和染色质结合蛋白，能够 结合并 激活补体。SAP 能够与所有类型的原纤维结合，并且广泛存在于淀粉样沉淀中，在 50 阿尔茨海默病、2 型糖尿病、获得性和遗传性自身免疫系统缺陷病中起重要作用 10。 1.1 SAP 的结构 SAP 是一种高度保守的血浆蛋白，是基底膜的正常组分11。人类 SAP 基因位于 1 号染 色体，与 CRP 基因相近。由相同的分子量为 25.5 kDa 的亚基非共价结合组成，当有高浓度 的钙存在时 SAP 迅速聚集和沉淀，但在钙缺乏或 EDTA 存在时，它则形成一个非常稳定的55 十倍体的结构12。SAP 与 C 反应蛋白(CRP)构成钙依赖性配体结合的血清正五聚蛋白家 族，SAP 的五聚体是由 204 个氨基酸的 5 个亚基构成，钙离子结合在其中一个聚体上，与 其对应的平面上，每个亚基有一个 K-螺旋段，亚基间的相互作用包括氢键、盐键、疏水键。 自从 SAP 第一次被报道钙依赖性结合后，有研究发现 SAP 以终端的半乳糖残基结合葡 、14 萄糖胺，尤其是肝素，硫酸乙酰肝素和硫酸软骨素13 。然而 SAP 最好的糖配体是半乳糖 1560 丙酮酸缩醛 ， SAP 干扰磷酸乙醇胺而 CRP 影响磷酸胆碱16。天然的 SAP 是血清中唯一 能与 DNA 和染色质结合的成分，显示 SAP 能在生理 PH 和离子强度的条件下结合这些配体。 SAP 可以在体外与固定处理的完整的细胞核的核仁结合，但不结合细胞的其他结构。SAP 与染色质的相互作用完全取代 H1 组胺，在活体内溶解染色质。SAP 与 CRP 一样包含膜的 识别顺序，在显微注射到活体肝细胞的例子中，SAP 的正五聚体进入细胞核并与各自的配65 体结合17。 1.2 SAP 的功能 1.2.1 SAP 结合补体 许多描述了 SAP 与补体的相互作用。Bristow18等人的研究报道，当钙存在时，SAP 结合补体 C1 的胶原样区域，从而激活经典的补体途径。血清中所有的 SAP 与 C4b 结合蛋70 白(C4BP)结合，虽然一些研究认为只有固相 SAP 能与 C4BP 结合。有些对于 SAP 结合 C4BP 后是否影响其功能的争论，一些报道称不影响，另一些则认为 SAP 作为 C4b 降解的 、20 辅助因子，通过抑制 C4BP 的效能而激活经典的补体途径19 。大多数 SAP 配体的相互作 21 用是钙依赖性的，Barbashov 等人发现 SAP 钙依赖结合补体 C5b6，这种相互作用似乎没 有影响后续膜攻击复合物的形成。75 1.2.2 SAP 结合细胞 Landsmann 22等人研究发现，中性粒细胞有 30 万个低亲和力结合位点和 3 万个高亲和 力结合位点，SAP 被发现由中性粒细胞产生的酶降解成一个低分子质量的混合肽，从而抑 制 SAP 与中性粒细胞的结合。还有报道 SAP 结合小鼠的巨噬细胞，该结合 SAP 受体可能是 阳离子依赖型甘露糖 6 -磷酸受体，如甘露糖抑制结合。SAP 能增强巨噬细胞的活性，尽管 -2- 80 它既不能改变受调理素作用的巨噬细胞的吞噬功能，也不能改变李斯特菌的调节功能23 、24 。 1.2.3 SAP 结合细菌 Hind 发现 SAP 有钙依赖结合特异性，SAP 结合克雷伯杆菌，其细胞壁含有特定的循环 半乳糖丙酮酸缩醛，SAP 也结合化脓性链球菌，并在较小程度上对其他细菌具有类似的碳 水化合物结构，但他们的研究没有发现 SAP 结合大肠杆菌15。 85 1.3 SAP 与疾病 有研究表明 SAP 可与凋亡细胞释放的 DNA 相互作用，帮助清除此类自身抗原，减轻其 在肾、脾的沉积，抑制自身抗体的诱生，从而可能在阻止自身免疫病尤其是 SLE的发病过 、25 程中充当重要角色3 。 SAP 结合淀粉样纤维并且是系统性淀粉样沉积物的普遍成分，这些沉积物位于大脑中 90 与阿尔茨海默氏病和传染性海绵状脑病相关的区域。与 SAP 结合的配体、纤维连接蛋白、C 反应蛋白、硫酸皮肤素等都被证明存在于动脉粥样硬化病变部位，可能是 SAP 的配体在体 内起作用。 Bijon Chatterji4等用二维凝胶电泳和 MALDI-TOF/TOF 从肺癌原癌基因转基因小鼠血 清中筛出 SAP 基因，并发现 SAP 不仅在肿瘤发展的急性期表达，也是一个可以在癌症晚期 95 表达的基因。 Park SY26等用 ESI-MS-MS 方法在注入肝癌细胞的小鼠内筛出 SAP，并通过 Western blot 验证血清 SAP 水平，结果表明 SAP 可能在肿瘤的发展中起着重要的作用。 27 Sandoval 等人在利用双向凝胶电泳研究成纤维母细胞瘤时发现 SAP 在肿瘤细胞中正调 28 节。Jang JS 等在研究胃癌标记物时，用 MALDI-TOF 筛出 SAP 基因，并发现其在肿瘤中 是下调的。多年来 SAP 的研究主要是在炎症方面，与肿瘤的关系报道甚少，而且它在不同100 的肿瘤组织其表达的情况也不一样。 2 载脂蛋白 A1ApolipoproteinA1ApoA1 2.1 ApoA1 的结构 ApoA1 是由已知序列的 243 个氨基酸组成的单一多肽，而且不含半胱氨酸和异亮氨酸， 29 其序列最早由 Brewer 等描绘出。ApoA1 包含两个不同的结构，N 端(1-187)和 C 端105 (188-243)，N 端有一个更紧凑的结构。由于等点聚焦 ApoA1 有 2 个亚型，新鲜血浆一般 只显示主要的亚型30。ApoA1 有一个独特的、重要的结构特征即有一串不对称的 22 个氨基 酸串联重复的片段，脯氨酸穿插于其中，组成螺旋状和两性的结构31，这个两亲性螺旋在 脂质体中是非常重要的结构。 2.2 ApoA1 的功能110 ApoA1 主要存在于高密度脂蛋白HDL，占其总量的 60,70，是 HDL 的主要蛋白， 由肝细胞合成，能够激活卵磷脂胆固醇酰基转移酶LCAT，帮助胆固醇酯化成高密度脂蛋 白，在胆固醇平衡中起重要作用 。ApoA1 进一步稳定对氧磷酶 1，还可参与 HDL 的受体识 别。cDNA 技术证明 ApoA1 的 mRNA 主要存在于小肠和肝细胞。这种酶能结合高密度脂蛋 白，防止脂质过氧化，解释了脂蛋白的抗氧化性能32。ApoA1 不仅存在于 HDL 中，在乳糜115 微粒和极低密度脂蛋白中也有，虽然很少但很重要。肠内衍生的 ApoA1 进入与乳糜微粒有 关的循环后在乳糜微粒的脂肪酶水解作用下快速地转化成高密度脂蛋白颗粒，肝内衍生的 -3- ApoA1 进入与新生的高密度脂蛋白有关的循环33。 ApoA1 和脂质结合还是高密度脂蛋白主要的蛋白质，很明显，它必须是一个脂蛋白的 重要结构。它的其他功能是作为激活 LCAT 的主要辅助因子。虽然 ApoA1 激活 LCAT 的机120 制还没有完全清楚，但很可能与两亲性螺旋有关。ApoA1 环绕两亲性重复基因的合成肽可 以作为 LCAT 的激活剂34。 2.3 ApoA1 与疾病 2.3.1 ApoA1 与炎症 ApoA1 是一种消极的急性时相蛋白，在急性炎症时这种蛋白水平下降。IL-6 IL-1β 和125 TNF-α 抑制 ApoA1 的合成35。与 HDL 相关的 ApoA1 在急性和慢性炎症中都起着重要的抗 炎作用。Burger36等已经提出 HDL 相关的 ApoA1 通过结合受刺激的 T 细胞而抑制受刺激的 T 细胞与单核细胞之间的细胞接触。干扰单核细胞的机制导致 TNF-α 和 IL-1β 的减少，这与 慢性炎症的发病机理高度相关。在急性炎症反应，高密度脂蛋白抑制了受 TNF-α 或 LPS 刺 激的在血管内皮细胞粘附分子的表达。另外，在内毒素血症，脂多糖从脂多糖结合蛋白转化130 成高密度脂蛋白，脂多糖结合蛋白与 ApoA1 结合，从而抑制内毒素活性35。 2.3.2 ApoA1 与肝硬化 有研究发现，随着肝病程度的加重，ApoA1 水平逐渐下降。罗春华37等的研究认为急 性肝炎时，肝细胞坏死程度轻，肝细胞骨架完整，肝小叶结构尚正常，参与脂类代谢的酶没 有很大变化;慢性肝炎时，肝坏死扩大，肝骨架塌陷，到肝硬化时，肝细胞大量坏死，具有135 实质功能的肝细胞非常少，导致肝实质细胞合成和分泌的参与催化胆固醇酯合成代谢的 LCAT、HMGCoA 合酶减少，从而导致载脂蛋白下降。而曾民德38等的研究和陈祖森39等 的研究则认为肝功能损伤时，一种能将 ApoA1 前体转化成 ApoA1 的转移酶减少或活性降低， 使 ApoA1 水平降低。刘新记40认为除了上述 两个原因还可能是肝硬化时门脉高压造成肠道 缺血，使肠道合成 ApoA1 的能力降低，从而使之减少;肝硬化时肝粘合蛋白减少，其与 ApoA1140 的结合减少，使 ApoA1 转运出现障碍。 2.3.3 ApoA1 与 2 型糖尿病 大量研究证实，血脂代谢异常是糖尿病患者出现血管并发症的重要危险因素。大约有 40,,50,的 2 型糖尿病患者合并有血脂异常41，糖尿病大血管病变的发病机制与糖尿病 脂质代谢紊乱的关系更为密切42。2 型糖尿病患者由于血糖升高，胰岛素相对缺乏，胰岛素145 抵抗，使游离脂肪酸升高，加之脂蛋白脂酶LPI 活性降低、LCAT 等活性降低，肝脂酶活 性升高等，从而出现脂代谢紊乱43。邱鸿鑫等的研究发现对糖尿病病情的控制对血脂有一 定的改善作用44。 2.3.4 ApoA1 与动脉粥样硬化 在动脉粥样硬化的发病机制，炎症细胞的介入，特别是 T 细胞和巨噬细胞，已从最早150 的动脉粥样硬化病变得以证实，暗示这两种细胞之间紧密联系的重要性。ApoA1 能够抑制 受刺激的 T 细胞介导的单核细胞的激活，它意味着高浓度的影响其在动脉粥样硬化中的保 护功能，即抗炎的特性36。ApoA1 是 LCAT 的活化剂，可使胆固醇转化成胆固醇酯，促进 胆固醇的运输及调节 HDL 代谢。张惠然45等的研究表明 ApoA1 是提示动脉粥样硬化风险 度的良好指标。ApoA1 是防止动脉硬化的保护因子，与动脉粥样硬化性心血管疾病呈负相 -4-155 关。许多研究表明，HDL 对动脉血管壁有直接的保护作用46，并能使动脉粥样硬化病变消 退47。ApoA1 为 HDL 的主要蛋白质ApoA1 的含量反映了 HDL 的水平，后者有转运周围组 织的胆固醇及肝脏进行代谢处理的抗动脉粥样硬化的功能。HDL 胆固醇浓度增高可使血管 壁与有致粥样硬化潜力颗粒的接触的减少48。 2.3.5 ApoA1 与自身免疫疾病160 正常对照组相比，类风湿性关节炎中 ApoA1 和 HDL 水平降低，相反，已被证实渗透到 发炎滑膜中，并在未治疗的类风湿性关节炎病人的滑膜液中升高。由于 ApoA1 在疾病中有 明显的调节功能，它可能在未来抗炎症战略中有重要意义49。ApoA1 与动脉粥样硬化和自 身免疫之间关系的另一个重要方面是在一些自身免疫性疾病中加速了动脉粥样硬化，比如系 统性红斑狼疮(SLE)、抗磷脂抗体综合征(APS)和类风湿性关节炎(RA)，与正常人相165 比，这些疾病患者血清 ApoA1 的 HDL 水平较低。另外，RA、SLE 以及其他一些慢性炎症 疾病的发病率在女性较高，而动脉粥样硬化一般在男性较高，说明激素在炎症中的重要性。 事实上，众所周知睾酮素能降低所有人的高密度脂蛋白水平，与此相反，雌激素提高女性 ApoA1 水平;然而，这种脂蛋白在慢性炎症性疾病中的低水平和动脉粥样硬化的高发病率 可以用脂蛋白分泌的性激素的一个更复杂调节机制来解释36。170 2.3.6 ApoA1 与肿瘤 众所周知 肿瘤的发生发展是一个复杂的过程。很多证据表明，为了满足其快速生长的 要求 肿瘤细胞会破坏正常的细胞和组织器官，尽可能的获取、消耗营养物来供给其快速生 长所需的营养和能量，从而改变了身体的很多相关代谢。脂质在体内的主要生物学功能是储 存能量、构成细胞膜的主要组成成分和重要的信号分子，与肿瘤的发生有密切的关系。175 OramJ F50等的研究表明 ApoA1 作为 HDL 的主要成分，与肿瘤有很大关系。因为癌细 胞的生长需要大量胆固醇用于合成新的细胞膜使 HDL 就不能维持细胞内胆固醇的平衡，与 细胞表面的受体结合而选择性的促进细胞内过量胆固醇的外流，导致肿瘤患者血清 HDL 水 平降低。有研究发现 ApoA1 与肿瘤的血管生成有关51，Y i52等的研究发现 ApoA1 上的一 段短肽通过靶定 c-Src /ERK 信号通路调节 c-Src 的磷酸化 从而可以抑制肿瘤的生长和血管180 生 成。高艳红53等的实验发现胃癌、结肠癌、肺癌患者 ApoA1 的水平明显低于正常 对照组。 Michael Ehmann54等人利用 SELDI-TOF-MS 方法样本血清，得出 ApoA1 在胰腺癌中低 表达。Mallikarjuna K55等用 2-DE 和 MALDI-TOF-TOF MS/MS 筛出 ApoA1 在视网膜母细 胞瘤中为正调节基因，并用免疫组织化学验证 出其高表达。Gourin CG56等的研究发现 ApoA1 在头颈癌中高表达。Tachibana M57 等采用双向凝胶电泳、RT-PCR、免疫组化等方185 法发现 ApoA1 在结肠癌肝转移 处比未转移处表达要高。 3 结论 SAP 是基底膜的正常组分，研究表明其与多种疾 病相关，近年来有研究人员把它与肿 瘤的发展联系起来。ApoA1 主要存在于高密 度脂蛋白(HDL)，在胆固醇平衡中起重要作 用。在肿瘤的发生发展过程中为了 满足其快速生长的要求 肿瘤细胞会尽其最大能力获取、190 消耗营养物来供给其快 速生长所需的营养和能量。而脂质在体内的主要生物学功能是储存能 量、构成细胞 膜的主要组成成分和重要的信号分子 和肿瘤的发生有密切的关系。一些研究 表明， SAP、ApoA1 与多种疾病的发生发展相关，推断其可能是一种肿瘤标记物，认为其 在 肿瘤的发生发展中有着重要的作用，有可能成为肿瘤诊断与预后的新型指标，对 其进行深入 -5- 的研究，可为人类肿瘤发生发展过程的理解提供新的思路。195 参 考文献 References 1 Gewurz H 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