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M型PLA2R及其配体和抗体与特发性膜性肾病研究进展

2014-02-27 10:19 阅读:2826 来源:医脉通 作者:江* 责任编辑:江帆
[导读] 研究证明M 型磷脂酶2 受体与抗磷脂酶2 受体抗体在肾小球足细胞膜上共表达。磷脂酶A2(Phospholipase A2,PLA2)家族参与人体内多种代谢功能,部分PLA2是PLA2R的天然配体。

  近年来的研究发现,人肾小球足细胞膜上表达的M型磷脂酶2 受体(M?type phospholipase A2 receptor,M-typePLA2R)是特发性膜性肾病(idiopathic membranous nephropathy,IMN)的主要自身抗原,70%~82%的IMN 患者体内相应的抗磷脂酶2受体抗体(Anti-PLA2R antibody)是其主要自身抗体。

  已有的研究证明M 型磷脂酶2 受体与抗磷脂酶2 受体抗体在肾小球足细胞膜上共表达。磷脂酶A2(Phospholipase A2,PLA2)家族参与人体内多种代谢功能,部分PLA2是PLA2R的天然配体。我们就近年来M型PLA2R及其配体和抗体与特发性膜性肾病研究进展作一综述。

  一、PLA2及PLA2R介绍

  磷脂酶A2 是一组酶系,广泛存在于人体各组织器官中。包括分泌型磷脂酶A2(secreted PLA2,sPLA2),细胞质型磷脂酶A2(cytosolic PLA2,cPLA2)及非钙依赖型磷脂酶A2(Ca2+?inde pendent PLA2,iPLA2)3 大类。

  每一类又包括多种亚型,如sPLA2 包括11 种亚型(IB, IIA, IIC, IID, IIE,IIF, III, V, X, XIIA 及XIIB);cPLA2 包括6 种亚型(IVA,IVB,IVC,IVD,IVE, IVF);而iPLA2 包括9 种亚型(VIA, VIB,PNPLA6, PNPLA7, PNPLA3, PNPLA2, PNPLA4, PNPLA5,PNPLA1)。

  各种PLA2均有不同的体内分布及功能,但他们都有一个基本的功能,即水解甘油磷脂sn-2 键。其中在自体细胞膜水解中以cPLA2 起主要作用。sPLA2 除酶解作用外,还有其他多种效应,这些效应包括细胞增殖、迁移、激素释放、脂质介质产生及细胞因子的产生、细胞信号传导等。这些效应是sPLA2 通过与PLA2R 结合实现的。

  PLA2R 包括N 型及M 型。N 型PLA2R 最初是在大鼠脑组织中被发现的,另一种受体是M型PLA2R,最先是在兔子骨骼肌中被发现的。从眼镜蛇毒中分离出来的神经性毒素OS2,即一种sPLA2对两者都具有高亲和力。人体肾脏组织中表达M 型PLA2R。M 型PLA2R 结构示意图如图1。

  M 型PLA2R 属于C 型外源性凝集素超家族??甘露糖受体家族的一员,是I型跨膜蛋白,包含较长的胞外段、跨膜段及较短的胞内段。胞外段包含N 末端的胱氨酸富集部分、II型纤维连接蛋白部分及八个串联的C型外源性凝集素样部分(CRD)。

  PLA2R 细胞外结构中结合sPLA2的关键部位是CRD5[5]。sPLA2中以sPLA2?IB研究得较为深入。sPLA2?IB(因为在胰腺中大量存在)长久以来被认为是一种消化酶。PLA2R 的发现拓展了我们对sPLA2?IB 的概念。

  sPLA2?IB对PLA2R具有高度特异性亲和力,除消化功能外,sPLA2?IB与其受体结合后执行多种生物功能,包括细胞增殖、脂肪介质的释放等等。

  研究发现PLA2R敲除的小鼠中内毒素休克病情减轻,而PLA2R 在内毒素休克进程中的促炎症介质释放功能起着关键作用。经sPLA2-IB 处理后的大鼠肾小球系膜细胞导致sPLA2-IIA 和环氧化酶-2(COX-2)表达增加,可能原因是sPLA2?IB 与其特异性M 型PLA2R 结合所致。sPLA2-IB在MMP的产生中也有重要作用。

  既往的研究揭示花生四烯酸(arachidonic acid,AA)介导的代谢在调节MMP表达及肿瘤扩散中起作用,提示PLA2在产生AA酶过程中也有一席之地。

  人纤维肉瘤细胞表达sPLA2 IB, IIA 及V,同时也表达M 型PLA2R,经细胞外sPLA2 阻滞剂处理后的肿瘤细胞侵袭性减轻且MMP-2/9 生成减少。

  给予纤维肉瘤细胞增加外源性sPLA2?IB可显著提高MMP?2/9生成。在HT-1080细胞中AA及油酸呈时间依赖性的分泌增加。这一效应是受体介导的,而非其脂解效应。

  二、sPLA2与M型PLA2R间的调节机制

  I型sPLA2通过特异性PLA2R调节前列腺素类物质的生物合成而不是其自身的酶解活性,这在成骨细胞中已经得到证实。其机制为诱导COX-2 的产生,而后者诱导产生前列腺素(PGE)。

  可能是sPLA2 先水解细胞膜产生AA,AA 进入细胞内,在内质网及核膜周围有COX?1 及COX-2 存在,后者可作用于AA 而产生PGE。

  也有认为sPLA2通过激活cPLA2使其磷酸化后产生酶解活性,水解内质网膜或核膜产生AA,后者再通过COX-1或COX-2途径产生PGE。肥大细胞中sPLA2-II通过细胞表面受体调控AA的释放,导致cPLA2 的激活。其机制可能是激活了包括PKC/Raf-1/MAPK在内的信号传导途径。

  此外,在大鼠纤维细胞中,发现cPLA2 及其下游的12-或15-脂氧合酶途径能增强sPLA2?II基因的表达。在人胚胎肾细胞中,细胞因子**产生的cPLA2 导致的AA 使细胞膜失去稳态而使其更容易被sPLA2-II 水解。

  本课题组前期研究已证实培养的人足细胞可表达M 型PLA2R,血管紧张素II **后会导致足细胞nephrin 蛋白表达变化及足细胞凋亡。证明了在小鼠足细胞中醛固酮可通过PI3/Akt 及P38MAPK信号通路导致足细胞凋亡。

  虽然sPLA2抑制剂如吲哚类似物Indoxam在一些疾病模型中可阻断sPLA2 与其受体结合后的效应并揭示其潜在的治疗效果,但由于将sPLA2 的侵袭性及防御性效应均阻断了,因此在阻止其促炎性反应效应的同时也抵消了其治疗作用。由于sPLA2的水解作用,sPLA2对外来细菌及真菌有杀伤作用。

  如sPLA2?IIA 能直接降解细菌胞膜而有效的杀伤细菌,sPLA2?V则能促进巨噬细胞提升其抗真菌效应。应用sPLA2 阻断剂于感染性疾病可能促使炎症扩散。

  这也许能解释sPLA2的阻断剂LY333013或LY315920NA/S-5920 在过敏导致的支气管收缩、类风湿性关节炎及严重败血症中无效的原因。也许只阻断sPLA2的侵袭性效应而不阻断其防御性效应的阻断剂更值得期待。

  关于磷脂酶A2 家族已经明确的有以下几点:⑴cPLA2a 是AA 代谢的核心调节因子,sPLA2 和iPLA2 也参与了脂质介质的产生。⑵ iPLA2 家族在细胞膜的平衡及能量代谢中起调节作用。⑶ cPLA2 和iPLA2 家族的酶在对基质分子的磷脂水解活性方面较sPLA2 更强。

  ⑷sPLA2在组织微环境中对细胞外磷脂质执行其生物功能,包括临近细胞的胞膜、细胞脱落的微囊泡、脂蛋白和表面活性剂等非细胞来源的脂质成分、外源性磷脂如微生物膜以及食物脂肪等。多种多样的靶目标膜也许能解释为什么在每种PLA2 家族中有如此多的亚型存在。在真核生物中,PLA2 家族除了产生脂质介质外,还参与了脂质代谢的全过程。

  ⑸ sPLA2与PLA2R结合的阻滞剂应用的效果目前没有定论,研究不良反应更少,正效应更强的阻滞剂是今后的研究方向。

  三、M 型PLA2R 及抗PLA2R 抗体与特发性膜性肾病的关系

  自Beck 等发现抗PLA2R 抗体是IMN 患者体内的主要自身抗体以来,围绕抗PLA2R 抗体是导致IMN 发生发展的病因还是伴发现象仍未有定论。

  现已明确在人类足细胞上有M 型PLA2R 表达,并证明M 型PLA2R 与抗PLA2R 抗体共表达。Beck 等的研究发现抗PLA2R 抗体只在特发性膜性肾病中表达,而在继发性膜性肾病及其他肾小球疾病中并不表达。

  且发现随着IMN 病情的好转,抗PLA2R 抗体滴度降低直至消失。另有研究发现IMN患者中足细胞上PLA2R表达明显增高,说明PLA2R在IMN 的发病中是有改变的,无论这改变是病因还是现象。

  在一项前瞻性研究中,组织学诊断为MN的88例患者肾脏均表达PLA2R,其中61 例高度阳性表达,61 例中有60 例患者血清中表达抗PLA2R 抗体;另27 例患者肾脏较弱表达PLA2R,并且血清中抗PLA2R抗体为阴性,其中15例发现有继发性因素,其余12 例患者没有发现继发性原因或其他肾小球抗原。

  该研究者认为检测肾小球内PLA2R 并判断其阳性强度有助于提示检测血清抗PLA2R抗体,有助于鉴别原发与继发性MN。PLA2R 的抗体存在于70%~82%的IMN 患者中,此发现改变了人们对MN 的认识。

  PLA2R 被认为是IMN的自身抗原有以下证据:⑴ 在肾小球上与PLA2R 结合的抗体在IMN血清中被发现且具有相同大小。⑵ 所有与从人类肾小球提取来的185 kDa 大小的糖蛋白反应的血清样本能被细胞表达的重组人类PLA2R(rPLA2R)识别。

  ⑶ 人肾小球提取的免疫沉淀物能被抗PLA2R 抗体通过Western 印迹检测。⑷ 重组PLA2R 与肾小球来源的蛋白具有相同的减敏表位。虽然抗PLA2R 抗体在70%以上IMN 患者中被发现且与病情活动及蛋白尿相关,但目前仍没有确切的证据证明这些抗体就是致病原。

  第一,PLA2R 相关性MN 不能通过患者的血清或IgG注入鼠类或兔子中产生,因为这些种属在肾小球中并不表达PLA2R 抗原。

  第二,没有PLA2R 相关性MN 动物模型能取代Heymann肾炎,而后者是一种值得信任的MN 动物模型,其目标抗原megalin 表达在足细胞表面。

  第三,抗PLA2R 抗体偶尔在上皮下免疫复合物不含PLA2R 抗原的IMN 中发现,说明至少一些抗PLA2R抗体不是病因。

  第四,虽然PLA2R相关性MN在肾脏移植物中可复发。Blosser 等报道了在一例63 岁男性IMN 患者中,肾移植后第6 天就复发蛋白尿,移植肾穿刺提示病理类型为IMN。且同时血液中抗PLA2R 抗体阳性。

  但Debiec等观察到有一些高滴度抗PLA2R 抗体的患者在肾移植后并没有复发。需要进一步的研究阐明这些抗体是如何产生的,这些抗体是如何影响足细胞功能的。当然,基因遗传易感性也应该被列入研究之中。

  目前一些研究也发现PLA2R基因多态性在IMN易感性中的可能作用。Stanescu 等统计了556 例IMN 白人相关资料后发现位于染色体6p21 上的HLA-DQA1 等位基因与IMN发病密切相关。

  国内也有研究发现中国汉族人群PLA2R rs 35771982 位点基因多态性可能与IMN 易感性相关,但是rs 3828323 位点基因多态性与IMN 却没有相关性。提示rs 35771982位点CC基因型是IMN 的危险因素。

  在细胞膜上的结构性细胞内吞作用再循环为足细胞及足突提供了稳定来源的PLA2R。目前还不知道抗PLA2R 抗体是否影响足细胞上PLA2R 的正常功能,肾小球上的PLA2R 的生物功能也不清楚。

  最近有报道PLA2R 在人纤维细胞上能加重**性细胞衰老,至少部分是因为引起活性氧族(ROS)产生及DNA损伤所致。而在敲除PLA2R 的细胞中减轻了应激所致的衰老,细胞衰老得以被阻止。

  虽然已被证明MN中有补体的参与,但是IMN 的发病机理中原发性事件几乎与补体激活无关。在人类自身抗体激活事件中有许多这样的例子。包括Grave’s 病中甲状腺**性抗体,子痫前期引起高血压的激活ATII受体的抗体及移植肾排异反应等。

  抗PLA2R抗体可能潜在的影响PLA2R 的正常功能,也许是作为假性激动剂,也许作为受体拮抗剂。由于PLA2R 在足细胞中的作用尚未可知,现在回答此问题为时尚早,但在人纤维细胞中的研究提供了抗PLA2R抗体作为潜在激活剂的可能。

  因此,有关PLA2R 及其自身抗体的许多问题仍待发现。内生性PLA2R 的构相表位是如何表达并引起自身抗体反应的?PLA2R 及MN 易感性间联系的分子特性是什么?

  为什么人IMN的自身抗体是IgG4亚型为主?自身抗体与细胞原位抗原结合后是如何导致肾小球通透性增加的?IMN 中导致足细胞损伤的中间介质是什么?IMN中操纵抗原抗体系统反应的信号传导系统是什么?SMN的发病机制又是什么?

  目前没有关于抗PLA2R 抗体、PLA2 及M 型PLA2R 相互影响关系的足细胞病相关研究发现。如前所述,PLA2 在体内介导许多的生物功能。

  PLA2 通常被认为是调控脂类物质释放的关键酶。随着sPLA2 的逐渐发现增多及不同的与sPLA2 结合的膜蛋白的发现,此类酶还起着受体的配体的作用,且他们的生物功能也不仅仅限于催化活性。

  有学者发现甘油二酯(DAG),即一种内生性PKC 激活剂在高糖环境的细胞中合成增加,可能在糖酰基化中起作用。已有研究报道激活PKC可增加cPLA2活性,可能部分是增加了cPLA2的磷酸化,cPLA2的磷酸化这一步骤是cPLA2 活化的关键。而DAG 增加可激活PKC 通路,从而加强cPLA2 活化。

  进一步研究发现,蛋白激酶C(PKCа)及蛋白相互作用C 酶1(PICK1)能与nephrin 结合。高糖诱导的PKCа上升导致nephrin、PKCа、PICK1 及β抑制蛋白2 形成复合物,导致足细胞损伤。在PKCа和/或PICK1 敲除的足细胞细胞中,nephrin 及β抑制蛋白2 相互作用减轻,高糖导致的nephrin内吞作用消除。

  Koya等检测出DAG-PKC 激活可能是肾小球功能失调如GFR 增加及蛋白尿的重要细胞内机制。在糖尿病肾病大鼠中以d-α-生育酚效应为特征,而d-α-生育酚抑制剂可抑制DAG-PKC 信号途径。

  另一种假说认为抗PLA2R 抗体导致ROS产生,继而p53 被激活,DNA 受损,从而导致足细胞损伤。但只是基于成纤维细胞中的实验结果而做出的假说,并未得到实验的验证。

  总之,在特发性膜性肾病中,PLA2R 及抗PLA2R 抗体在患者体内是变化的,大多数研究结果显示与病情改变呈正相关,但也有相反的结果报道。抗PLA2R 抗体是特发性膜性肾病的病因还是伴随现象仍需继续探讨。

  目前确切的抗PLA2R 抗体是否导致足细胞损伤、具体机制如何以及PLA2R 和PLA2 家族在此间所起的作用均未有令人信服的证据,还有许多的待解之谜,值得我们进一步研究探索。


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