肺表面活性物質(zhì)相關(guān)蛋白A研究進(jìn)展

1、肺表面活性物質(zhì)相關(guān)蛋白A研究進(jìn)展    肺表面活性物質(zhì)相關(guān)蛋白(Pulmonary surfatcant-associated protein,SP)分為SP-A 、SP-B、SP-C和SP-D。SP-A為最先發(fā)現(xiàn)且在肺泡型上皮細(xì)胞(簡稱型細(xì)胞)中強(qiáng)烈表 達(dá)、含量最為豐富的蛋白。它的功能及合成分泌調(diào)控復(fù)雜，且因臨床意義重大而成為近年研 究的熱點(diǎn)。本文概述它的生物學(xué)特性、生理功能、分泌調(diào)節(jié)及最新研究現(xiàn)狀。 1SP-A的生物學(xué)特性 1.1SP-A的合成細(xì)胞 它除在型細(xì)胞中強(qiáng)烈表達(dá)外，它也在細(xì)支氣管、支氣管上皮內(nèi)有灶性表達(dá)。體外培養(yǎng) 的人氣管、支氣管上皮細(xì)胞內(nèi)

2、也能分泌SP-A，提示除型細(xì)胞外，部分細(xì)支氣管甚至較大 傳導(dǎo)性氣道上皮細(xì)胞能合成SP-A，且SP的分布有種屬差異。另外，人、大鼠、犬肺泡刷細(xì) 胞中有SP-A mRNA蛋白的表達(dá)。肺泡巨噬細(xì)胞(Alveolar macrophage,AM)中也檢出SP-A 、SP-B和SP-D，可能是被AM吞噬的緣故。但并非所有SP均為肺特異性，最近中耳中發(fā)現(xiàn)SP，可能為SP-A；另外Rubio在大鼠空腸和結(jié)腸內(nèi)檢出了陽性SP-A，而在胃上皮中未發(fā)現(xiàn)。Dobbie6發(fā)現(xiàn)具有同樣周期性和超微結(jié)構(gòu)的SP-A在漿膜間皮細(xì)胞(胸膜、腹膜、心 包膜)和關(guān)節(jié)滑膜細(xì)胞中表達(dá)。 1.2SP-A的分子生物學(xué) SP-A屬糖結(jié)合蛋白

3、家族，種屬間一級結(jié)構(gòu)高度保守。人SP-A單體為由248個(gè)氨基酸組 成，分子量為26×103u38×103u，等電點(diǎn)為4.65.5,N端至C端依次為4個(gè)結(jié)構(gòu)域：N 端區(qū)、膠原樣區(qū)、莖區(qū)和C型凝集素糖識別域。人分泌型SP-A為6個(gè)三聯(lián)螺旋亞單位組成的 分子量為700×103u的18聚體大分子復(fù)合物。人SP-A基因變異體很多，目前認(rèn)為人SP-A 由2個(gè)功能基因(SP -A、SP-A )和1個(gè)假基因(它缺乏功能性基因的前半部分)組成，定位在第10號染色體 長臂中部。SP-A、SP-A同源性高達(dá)96%，僅6個(gè)位置殘基不同。靈長類有1個(gè)SP-A原基 因可復(fù)制產(chǎn)生SP-A和1個(gè)

4、祖先基因，后者可分化為假基因、SP-A，而大、小鼠、兔僅 有1個(gè)SP-A基因。 2SP-A的生理功能 SP-A的功能較為復(fù)雜，但主要為以下幾種： 2.1參與肺泡表面活性膜的形成和代謝 SP-A和SP-B協(xié)同作用，促進(jìn)肺表面活性物質(zhì)(PS)板層體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為管髓體結(jié)構(gòu)，SP- A在管髓體中有優(yōu)先定位作用，提供此網(wǎng)絡(luò)支架。SP-A再與SP- B和SP-C協(xié)作使管髓體進(jìn)一步擴(kuò)展為磷脂單分子層，并維持單分子層的穩(wěn)定，此過程需Ca 2+參予，Ca2+與SP-A上Ca2+結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合誘發(fā)SP-A變構(gòu)是介導(dǎo)其與磷脂 和疏水性蛋白結(jié)合的關(guān)鍵步驟。將SP-A加入含SP-B的二棕櫚酰卵磷脂(DPPC)和磷脂酰甘油

5、混合物中，可見類似管髓體結(jié)構(gòu)形成。去除SP-A或SP-B均不能形成此結(jié)構(gòu)，表明SP-A、B 是管髓體形成的必需成分。 2.2SP-A可穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)外PS，為自身調(diào)節(jié)因子 體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)SP-A不增加型細(xì)胞對脂質(zhì)的內(nèi)吞，但增加其對脂質(zhì)的攝取，并抑制磷 脂分泌，使肺泡內(nèi)PS水平下降，保證肺泡PS含量適當(dāng)，可能通過型細(xì)胞表面SP-A受體介 導(dǎo)1。 2.3參與局部防御 SP-A具有密封作用，可限制血漿蛋白進(jìn)入肺泡腔，并可增加PS對血漿蛋白的抵抗力， 避免血漿抑制因子(多種蛋白)對肺泡PS的抑制作用，保證PS生理功能的發(fā)揮9。W alther發(fā)現(xiàn)SP-A可使型細(xì)胞對脂質(zhì)體包埋的SOD、過氧化氫酶的攝取增加2

6、倍，有助于提 高型細(xì)胞的抗氧化能力，而SP-B、SP-C無此作用。  2.4調(diào)節(jié)局部免疫和炎癥反應(yīng) SP-A與C3bR或Fc5R有協(xié)同作用，增加對補(bǔ)體或IgG包被顆粒的吞噬。Kremlev發(fā)現(xiàn)SP-A可作為天然多克隆激活物刺激淋巴細(xì)胞增殖，逆轉(zhuǎn)PS脂質(zhì)成分的抑制作用，提示SP-A與PS脂質(zhì)成分相互拮抗參與肺特異性免疫調(diào)控。AM上有SP-A的特異性結(jié)合位點(diǎn)，SP-A可調(diào)理AM功能，促進(jìn)其趨化活性，增加AM對調(diào)理的細(xì)菌、紅細(xì)胞的吞噬作用，它還可刺激AM的有絲分裂；SP-A通過C型凝集素糖識別域識別金葡菌等細(xì)菌的膜抗原，通過膠原樣區(qū)與吞噬細(xì)胞表 面膠凝素R結(jié)合、調(diào)理吞噬。SP-A可趨化AM

7、并刺激其產(chǎn)生氧自由基，它對吞噬全過程均有促 進(jìn)作用。Blau發(fā)現(xiàn)SP-A可促進(jìn)型細(xì)胞，AM產(chǎn)生集落刺激因子和白介素3，而對肺泡纖維母 細(xì)胞無此效應(yīng)13。以上提示SP-A在肺局部抗感染防御調(diào)控中可能起重要作用， 因?yàn)榉闻萸恢醒a(bǔ)體、免疫球蛋白含量少，而SP-A量足夠，因而對調(diào)節(jié)肺部炎癥有較重要意義。 3SP-A合成與分泌的調(diào)控 糖皮質(zhì)激素對SP-A基因作用呈劑量依賴性雙向調(diào)節(jié)，而刺激和抑制效應(yīng)主要取決于增 加轉(zhuǎn)錄和降低mRNA的穩(wěn)定性兩方面。在培育的胎肺中，地塞米松濃度為10-1010 -9 mol/L時(shí)可提高SP-A mRNA水平；而濃度在109 mol/L以上其轉(zhuǎn)錄和表達(dá)均 下降。但激素對胎肺

8、發(fā)育是通過間質(zhì)起作用的，間質(zhì)少時(shí)，激素不能促進(jìn)分離型細(xì)胞合成 PS增加，而激素可刺激含成纖維細(xì)胞的型細(xì)胞培養(yǎng)液合成PS增加，這一過程由何種因子介 導(dǎo)尚不清楚。 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)cAMP是SP-A基因的強(qiáng)激活劑，與激素協(xié)同更顯著，凡增加內(nèi)源性cAMP 的物質(zhì)，如-干擾素、表皮生長因子12等均可促進(jìn)SP-A轉(zhuǎn)錄和表達(dá)。Breed等 也發(fā)現(xiàn)糖皮質(zhì)激素和cAMP可促進(jìn)體外培養(yǎng)的人胎肺SP-A基因轉(zhuǎn)錄，后者還促進(jìn)型細(xì)胞的 分化率11。cAMP調(diào)節(jié)人肺SP-A基因的作用較調(diào)節(jié)SP-A明顯，SP-A上游 序列的296堿基對主要指導(dǎo)cAMP誘導(dǎo)的蛋白合成8。 Borok用角質(zhì)化生長因子(KGF)處理型細(xì)胞后SP表

9、達(dá)增加，表明KGF調(diào)節(jié)AT顯型 16。Sugahar也發(fā)現(xiàn)KGF促進(jìn)體外培養(yǎng)的大鼠SP-A、SP-B mRNA的表達(dá)，而對SP-C mRN A無影響，該效應(yīng)可被KGF單抗阻斷14。Xu等17的實(shí)驗(yàn)也證明了以上觀 點(diǎn)。 腫瘤壞死因子-(TNF-，tumor necrosis factor )可降低型細(xì)胞內(nèi)SP-A的含 量，但Pryhuber5卻認(rèn)為TNF-對SP-A mRNA影響很小。轉(zhuǎn)化生長因子、佛波 脂、胰島素等也可減少SP-A合成，但有人認(rèn)為轉(zhuǎn)化生長因子3對地塞米松所致SP-A升 高無明顯影響，它卻可以通過肺成纖維細(xì)胞抑制地塞米松對SP-B和SP-C的作用。Sugahara 等培養(yǎng)型細(xì)胞時(shí)

10、在EHS(Engelbreth-Holm-Swarm)基膜上加入胰島素、霍亂毒素、表皮生 長因子等可溶性因子與未加可溶性因子組比較，發(fā)現(xiàn)前者SP-A和SP-C mRNA比后者低，表 明可溶性因子與EHS之間的相互作用對型細(xì)胞增殖影響明顯15。促分泌素通過 增大型細(xì)胞表面的SP-A受體密度從而增加SP-A的結(jié)合位點(diǎn)4。Shannon等的研 究表明細(xì)胞骨架能穩(wěn)定SP mRNA，如用細(xì)胞松弛素、秋水仙堿處理型細(xì)胞，SP-A mRNA的 半衰期受到影響，SP-A合成量下降。Griffin發(fā)現(xiàn)型細(xì)胞與纖維母細(xì)胞共同培養(yǎng)時(shí)可分泌 胰島素樣生長因子-1(IGF-1)來刺激纖維母細(xì)胞膠原-分泌，后者對型細(xì)胞的營養(yǎng)作 用使SP-A mRNA表達(dá)上升7。 盡管目前關(guān)于SP-A合成調(diào)控的研究很多，但到目前，SP-A的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制還尚未 完全闡明。 4SP-A的臨床意義 羊水中SP-A可判斷胎肺發(fā)育情況；SP-A可用于評價(jià)肺氣血屏障完整性，也可作為檢測 肺分泌細(xì)胞變化的外周標(biāo)志3。SP-A與許多肺疾病密切相關(guān)，它可作為診斷肺腺 癌的特異性標(biāo)記物10；SP-A與ARDS嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)，SP-A含量下降可作為AR DS敏感標(biāo)志，甚至可作為急性肺損傷高?；颊哳A(yù)警和預(yù)后指標(biāo)。同時(shí)，因SP-A的含量變化 先于X胸片改變