趋化因子研究进展2
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趋化因子家族及其受体基础研究进展趋化因子(Chemokine)是一类小分子碱性蛋白,主要的功能是能够趋化细胞定向移动。
目前已经发现的趋化因子有50多种,随着研究的深入,趋化因子及其受体的结构、功能及在体内的作用已经被众多的研究者发现。
趋化因子及其受体的相互作用,可以参与多种生理功能,比如细胞的生长、发育、分化、凋亡和分布等,在病理过程中也具有重要作用,如炎症反应、病原体感染、创伤修复及肿瘤形成和转移等。
趋化因子一般由70-125个氨基酸组成,分子量较小(6-14KD)。
按照一级肽链结构特点,其N端半胱氨酸残基的位置和数目可将趋化因子分为4个亚族:CC、CXC、C和CX3C(C为半胱氨酸,X为任意氨基酸)。
四类趋化因子结构相似性较高,氨基酸序列具有一定的同源性。
根据趋化因子的表达方式以及其在免疫系统中的作用,可以将他们分为两类:内环境稳定性趋化因子和炎症性趋化因子。
内环境稳定性趋化因子主要在归巢场所表达,有着维持内环境稳态的功能,并且对淋巴细胞归巢及成熟有着明确的作用。
炎症性趋化因子由受到刺激的细胞表达,如炎性细胞因子的诱导、细菌毒素或其它破坏内环境稳定的因素的刺激,主要功能是募集效应细胞,在协调天然和获得性免疫反应中起重要作用。
大多数的趋化因子属于CC和CXC两个亚族族。
其中CC亚族有28个成员(CCL1-CCL28),主要对中性粒细胞、单核细胞、肥大细胞、树突细胞、NK细胞、T和B淋巴细胞等具有强大趋化活性,比较重要的有:单核细胞趋化蛋白(MCP-1/CCL2)、巨噬细胞炎症蛋白(MIP/CCL3)、正常T细胞表达和分泌,活化时表达下降的因子(RANTES/CCL5)等;CXC亚族有17个成员(CXCL1-CXCL17),CXC亚家族主要作用于中性粒细胞,这个亚族比较重要的趋化因子有:白细胞介素-8(IL-8/CXCL8)、γ干扰素诱生的单核因子(Mig/CXCL9)、γ干扰素诱生蛋白10(IP-10/CXCL10)、基质细胞来源因子1(SDF-1/CXCL12)等。
趋化因子的分子机制与致炎疾病的研究趋化因子(chemokine)是一组能够介导细胞迁移的小分子信号蛋白,在许多重要的生物学过程中起到了关键的作用,如炎症、肿瘤、免疫反应及其它疾病。
由于趋化因子的调节异常可能导致多种细胞病理学改变,趋化因子的研究和其相应的信号通路及作用机制的探究,成为了当前生物医学领域的热点之一。
一、趋化因子的基本生物学特征趋化因子与免疫球蛋白超家族(IgSF)中的膜结构蛋白因子类似,具有信号肽序列和氨基酸残基的负电性N-末端以及两个半胱氨酸残基位点用于二硫键的形成。
在趋化活性方面,趋化因子有着多样性,主要为其肽链序列间的差异,共同作用于趋化受体。
趋化因子的结构特别具有层次性,即由两个互相平行的α-螺旋(VIII螺旋)构成一个平行四边形,以共价键连接而成的两个四边形汇合为一个八面体。
趋化因子结构的这种四边形特性是其表现出非常丰富的生物活性的重要基础,也因此使得趋化因子和其他细胞因子分子在结构上存在鲜明差异。
趋化因子的功能主要与免疫反应及炎症相关,包括吸引和激活白细胞、介导细胞黏附、促进新的毛细血管形成、增殖等等。
如IL-8属于CXC趋化因子,在炎症过程中,能作用于CXC趋化因子受体CXCR1和CXCR2,促进新生血管形成与白细胞的趋化。
二、趋化因子的信号通路与调节作用趋化因子与其相应的趋化受体形成配对后,将启动一系列的下游信号转导,从而引导细胞的迁移。
目前已知的趋化受体皆为七个跨膜受体,受体内含有高度保守的跨膜区,相邻的三个氨基酸维持着普遍的相同,及七段跨膜α螺旋与三段位于胞浆侧的乙基酰化区,其中胞内的第二和第三段区域被认为是信号转导的主要区域。
针对于趋化因子信号通路,研究人员发现趋化因子与其相应受体共同作用后,会促进受体的磷酸化并将信号传递到胞内。
由于不同的趋化因子和趋化受体具有不同的特点,因此所形成的下游信号通路也各不相同。
典型的趋化因子信号通路有两种,一是通过G蛋白的募集激活,在胞内激活相关的蛋白激酶;另一种则是通过其他分子的媒介,进入到胞内信号通路,启动趋化受体在细胞内的后续机制,如磷酸化GTP酶的媒介信号。
趋化因子CXCL16的研究进展作者:张艳兰来源:《健康周刊》2017年第28期【摘要】人CXC型趋化因子配体16(CXC chemokine ligand 16,CXCLl6)是新型由入侵部位的防御性免疫细胞产生的趋化因子,具有多种生物学功能,最早报道主要促进粒细胞的迁移和浸润,多集中在一些免疫及炎症相关疾病中,近来发现其在炎症相关肿瘤中也表达并引起了人们的关注,它通过CXC型趋化因子受体6 (CXC chemokine receptor 6,CXCR6)参与炎性细胞向病变组织的趋化,影响肿瘤细胞增殖或诱导肿瘤血管的生成【1】。
本文就CXCL16的结构、生理学功能、病理学意义以及与肿瘤发生发展的关系作一综述,旨在为临床相关研究及应用提供参考。
【关键词】CXCL16;CXCR6;趋化因子;消化道肿瘤1 生物学概述1.1 结构CXCL16由Matloubia和Wilbanks等分别在2000年和 2001年报道,是以一种由入侵部位的防御性免疫细胞产生的趋化因子的形式被发现的【2】。
人类CXCL16 基因定位于染色体17p13 上,编码 254個氨基酸,分子量约为 30000。
CXCL16 蛋白有跨膜型(trans-membrane CXCL6, TM-CXCL16)和可溶性(soluble CXCL16,sCXCL16)两种存在形式【3】。
全长的 CXCL16是跨膜型趋化因子,包含跨膜区和黏蛋白样结构,由4个结构域组成:趋化结构域、糖基化黏蛋白样区域、单螺旋的跨膜结构域和胞质结构域。
即,由 N端 27个氨基酸的信号肽、90个氨基酸残基的功能性趋化结构域、84个氨基酸残基的糖基化黏蛋白样柄、25个氨基酸的单螺旋疏水性跨膜区及 28个氨基酸残基的短胞质内序列组成。
解整合素金属蛋白酶10、17(Adisintegrin and melallo proleinase, ADAM10、17)可对其进行蛋白水解,使趋化结构域从细胞表面脱落形成具有趋化活性的可溶性的sCXCL16【4】。