调宁蛋白的研究进展与展望_张军
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一、生化特性 目前 已 分 离 出 来 的 人 Calponin 有 三 种： 碱 性 Calponin （ h1Calponin 等电 点 8 ～ 10 ） 、中 性 Calponin （ h2Calponin 等 电 点 7 ～ 8） 、酸性 Calponin（ h3Calponin 等电点 5 ～ 6） ，三种 Calponin 的 前 273 个氨基酸序列同源性很高，而羧基末端序列有较大差异。 h1Calponin 表达的基因组位于 19p13. 2，是包含 297 个氨基酸的 蛋白质［4］，分子量为 34 kD，主要分布于肌肉组织中，成纤维细 胞、角化细胞、肿瘤细胞中也有表达。h1Calponin 具有与其他蛋 白结合的特性。它与 F-肌动蛋白结合，不受原肌球蛋白的影响， 结合域位于 h1Calponin 的第 145 ～ 182 位氨基酸残基，与肌动蛋 白羧基端的第 326 ～ 355 位氨基酸残基结合。h1Calponin 还能与 原肌球蛋白结合，结合位点位于肌球蛋白羧基端约 17 nm 处。 h1Calponin 与钙调蛋白结合位点在第 52 ～ 144 位残基区，两者的 结合呈现钙依赖性，因而在分析实验中可用钙调蛋白亲和层析 柱纯化 h1Calponin。h2Calponin 基因表达定位于 19q13. 3，编码 309 个氨基酸，分子量 34 kD［5］。主要分布于心肌组织中，人的 角化细胞、成纤维细胞、间质细胞中也有其存在。h2Calponin 与 非肌细胞的增殖与转移有相关性。有学者研究发现 h2Calponin 能够抑制肾系膜细胞增殖［6］，同时具有抑制巨噬细胞浸润及影 响细胞纤维化、迁移及噬菌作用［3］。h3Calponin 在多种组织中均 有表达，主要分布于脑组织中，于神经组织细胞中表达，cDNA 长 993 bp，编码 330 个氨基酸残基，分子量 34 kD。有研究显示其与 神经的再生和生长有一定的相关性［7］。最近有学者在贝壳类生 物的闭锁肌中分离出分子量为 40 kD 的类 Calponin，其功能与人 类 Calponin 相同，定义为一种新型的 Calponin［8］。 二、生理功能 1． 协调平滑肌的舒缩： 是 20 世纪 90 年代有关 Calponin 研 究的重点内容。Calponin 通过与肌球蛋白结合，阻碍肌动蛋白和 肌球蛋白间的相互作用，进而抑制 ATP 酶的活性，从而达到抑制 平滑肌收缩的 作 用。另 外 它 还 能 抑 制 肌 丝 的 滑 行，使 滑 行 速 度 下降。h1Calponin 第 175 位丝氨酸是蛋白激酶 C（ PKC） 和钙 / 钙 调依赖 性 蛋 白 激 酶 Ⅱ （ CAMK Ⅱ） 的 磷 酸 化 位 点，磷 酸 化 的 h1Calponin 失去抑制 ATP 酶的活性的能力，而平滑肌磷酸酶和 肌球蛋白磷酸酶使 Calponin 去磷酸化，恢复对 ATP 酶的抑制作
三、影响 Calponin 表达的因素 在体外培养的平 滑 肌 细 胞、肝 星 状 细 胞 和 肾 系 膜 细 胞 中 作 为细胞增殖抑制基因的 Calponin 可能反馈性地抑制转化生长因 子 β1 的表达［25］。肿瘤坏死因子的过度表达降低了 Calponin 增 强子的效能，可下调 Calponin 的基因表达。血小板衍生生长因 子 BB 也是通过抑制 Calponin 的转录效能来下调其表达［6］。另 外，血中钙离子浓度的升高可以活化钙蛋白酶（ Calpains） ，该酶 可以催化 Calponin 的降解，减少其表达［26］。 四、临床应用 Calponin 检测手段方便，目前临床上多用于判定肿瘤组织的 良恶性和分化程度，区分形态相似的细胞。研究发现 Calponin 既能标记平滑肌组织，还能标记肌上皮和肌成纤维细胞，因而用 它来确定间充质肿瘤中肌成纤维细胞和平滑肌细胞的分化情 况，有助于判定这类肿瘤组织的良恶性［27］； 还可以检测胃肠道 基质肿瘤表现的肌性特征［28］； 可以鉴别诊断各种子宫平滑肌肿 瘤［29］； 判定乳腺乳头状瘤穿刺吸出物的良恶性［30］； 利用肿瘤细 胞中 Calponin 的表达特点可以作为乳腺良恶性病变的诊断标记 物［31］； 可作 为 预 测 肝 细 胞 癌 患 者 肝 切 除 后 预 后 情 况 的 新 方 法［32］； 鉴别非典型纤维黄瘤和浅表平滑 肌 肉 瘤［33］； Agoff 等［34］ 发现用 Calponin 的抗体可以区分低分化子宫内膜基质肉瘤和细 胞性平滑 肌 瘤 这 类 良 性 平 滑 肌 增 生； Scarpellini 等［35］ 则 认 为 h1Calponin 作为新生肌上皮最灵敏的标记，可用于鉴定唾液腺肿 瘤中常规染色切片一般不易鉴定出的肌上皮细胞分化； 在成人 周围嗅觉系统中，Calponin 可作为区分嗅鞘细胞（ OECs） 和神经 膜细胞的标记物［36］。而利用 Calponin 高表达所产生的抑制细胞 增殖的作用，在临床上有可能用于抑制肿瘤细胞的增殖和分化 不良。Yamamura 等［37］发现肿瘤组织中表达 h1Calponin 的骨肉 瘤患者的 存 活 率 要 明 显 高 于 不 表 达 此 蛋 白 的 对 照 组，因 此，， h1Calponin 可为骨肉瘤患者提供一种新的预后检测指标。有研 究发现急性主动脉壁夹层形成患者的 h1Calponin 水平比对照组 高，可作为急性 主 动 脉 壁 夹 层 形 成 的 早 期 诊 断 标 志［38］。 Calponin 不仅可以应用于疾病的诊断和鉴别诊断，还可以应用于临床 治疗中。将 h1Calponin 的互补 DNA 转入分化不良的平滑肌肉 瘤细胞中，可以诱导出正常的细胞分化表型，若应用于临床，可 能对平滑肌肉瘤有治疗作用［18］。Calponin 具有对多种细胞的增 殖抑制作用，利用这种特征可能在临床用于抑制肿瘤细胞的增 殖、血管平滑肌细胞的增生、肾小球系膜间质细胞的增生和新月 结构的形成，对有相应病理损害的疾病起到缓解病情、改善预后 的作用。 五、研究方向的展望 Calponin 从发现至今已近 30 年，对其的研究涉及各个领域 及组织器官，由于其在生物体内参与多种生理功能和病理过程， 对多种细胞具有调节作用，而且具有检测方法简单的优势，在临 床上已有了较多的应用。利用 Calponin 既能标记平滑肌组织， 还能标记肌上皮和肌成纤维细胞的特点，在诊断和鉴别诊断方
2． Calponin 与细胞增殖的相关性： 非肌细胞中的 Calponin 对细胞的增殖、迁移和吞噬起到调节作用［15］。h1Calponin 是成 纤维细胞、平滑肌细胞、肿瘤细胞增殖抑制基因，当生长停滞的 细胞重新进入 G1 期和增殖时，h1Calponin 的表达将下调。Sugenoya 等［16］通过对比 Calponin 基因敲除的小鼠和野生型抗肾小 球基底膜肾炎模型的小鼠，发现前者肾小球系膜细胞的增生更 为严重，新月结构的形成和间质细胞数的增加也更为显著，成纤 维细胞的增生明显增加。表明 Calponin 基因表达下调可能会助 长增生性肾小球疾病中系膜细胞的增生。同样在骨折愈合中， Calponin 基因敲除的小鼠依靠活化的骨膜成骨细胞的大量增生 使得新骨形成增加［17］。过表达的 h1Calponin 能抑制多种细胞的 增生，而其表达降低或缺失则见于许多细胞增生性疾病，包括一 些细胞增生性良、恶性软组织肿瘤。h1Calponin 在这些软组织和 骨瘤中表达均比正常组织低，表明肿瘤细胞中 Calponin 的表达 下调甚至缺失与肿瘤细胞的过度增殖有关［18］。有研究表明，在 慢性乙型肝炎的患者中，随着肝组织变性坏死、炎症细胞浸润程 度加重，h1Calponin 的表达呈现上升趋势［19］。在有关涎腺肿瘤 Calponin 的表达的研究中，良性腺瘤和恶性肿瘤在 Calponin 表达 上无显著性差异［20］。Calponin 过表达在糖尿病早期能明显抑制 肾间 质 细 胞 增 殖，这 与 Calponin 能 抑 制 平 滑 肌 细 胞 的 增 殖 一 致［21］，因而表明 Calponin 能在糖尿病发病早期抑制肾间质纤维 化。h3Calponin 在发育个体的海马齿状回、嗅球的所有层次还有 小脑的内、外层颗粒细胞均高表达，而在成年个体这些区域的表 达降低，提 示 h3Calponin 可 能 参 与 神 经 细 胞 的 增 殖 和 迁 移 活 动［22］。有报道称其在 血 管 形 成 和 内 皮 细 胞 的 迁 移 过 程 中 也 起 到重要影响作用。
DOI： 10. 3877 / cma． j． issn． 1674-0785． 2013． 02． 056 作者单位： 014010 包头，内蒙古医学院第三附属医院烧伤科（ 张 军、王凌峰） ； 湘雅医院烧伤科（ 黄晓元） 通讯作者： 张军，Email： zhjun2685@ sohu． com
用，由此可见，Calponin 通过 PKC 途径影响 ATP 酶活性，以此来 调节平滑肌的舒缩［9］。血管平滑肌受到外界刺激，刺激信号通 过 PKC 和 CAMKⅡ途径使 Calponin 磷酸化，血管平滑肌收缩，局 部血供 减 少。向 自 发 性 高 血 压 大 鼠 血 管 平 滑 肌 细 胞 内 导 入 h1Calponin 能明显抑制血管平滑肌细胞的增殖，对防止血管壁狭 窄和增生肥厚有重要意义。Calponin 的异常表达会导致平滑肌 舒缩功能的改变，器官结构发生变化。Calponin 的过表达可致心 脏特异表达 h1Calponin 的小鼠心腔增大、室壁变薄，收缩功能减 弱［10］。有研究表明，人类 h1Calponin 在临产前表达达到高峰，推 测 h1Calponin 的 大 量 磷 酸 化 与 分 娩 启 动 有 相 关 性［11-12］。 h1Calponin 在胃肠道运动中具有调节作用，抑制平滑肌的收缩， 与胃肠道功能紊乱有关［13］。Oddi 括约肌中表达下降可导致肌 收缩力增强，胆汁排泄受影响与胆囊结石的发生有关［14］。
中华临床医师杂志（ 电子版） 2013 年 1 月第 7 卷第 2 期 Chin J Clinicians（ Electronic Edition） ，January 15，2013，Vol． 7，No． 2
三、影响 Calponin 表达的因素 在体外培养的平 滑 肌 细 胞、肝 星 状 细 胞 和 肾 系 膜 细 胞 中 作 为细胞增殖抑制基因的 Calponin 可能反馈性地抑制转化生长因 子 β1 的表达［25］。肿瘤坏死因子的过度表达降低了 Calponin 增 强子的效能，可下调 Calponin 的基因表达。血小板衍生生长因 子 BB 也是通过抑制 Calponin 的转录效能来下调其表达［6］。另 外，血中钙离子浓度的升高可以活化钙蛋白酶（ Calpains） ，该酶 可以催化 Calponin 的降解，减少其表达［26］。 四、临床应用 Calponin 检测手段方便，目前临床上多用于判定肿瘤组织的 良恶性和分化程度，区分形态相似的细胞。研究发现 Calponin 既能标记平滑肌组织，还能标记肌上皮和肌成纤维细胞，因而用 它来确定间充质肿瘤中肌成纤维细胞和平滑肌细胞的分化情 况，有助于判定这类肿瘤组织的良恶性［27］； 还可以检测胃肠道 基质肿瘤表现的肌性特征［28］； 可以鉴别诊断各种子宫平滑肌肿 瘤［29］； 判定乳腺乳头状瘤穿刺吸出物的良恶性［30］； 利用肿瘤细 胞中 Calponin 的表达特点可以作为乳腺良恶性病变的诊断标记 物［31］； 可作 为 预 测 肝 细 胞 癌 患 者 肝 切 除 后 预 后 情 况 的 新 方 法［32］； 鉴别非典型纤维黄瘤和浅表平滑 肌 肉 瘤［33］； Agoff 等［34］ 发现用 Calponin 的抗体可以区分低分化子宫内膜基质肉瘤和细 胞性平滑 肌 瘤 这 类 良 性 平 滑 肌 增 生； Scarpellini 等［35］ 则 认 为 h1Calponin 作为新生肌上皮最灵敏的标记，可用于鉴定唾液腺肿 瘤中常规染色切片一般不易鉴定出的肌上皮细胞分化； 在成人 周围嗅觉系统中，Calponin 可作为区分嗅鞘细胞（ OECs） 和神经 膜细胞的标记物［36］。而利用 Calponin 高表达所产生的抑制细胞 增殖的作用，在临床上有可能用于抑制肿瘤细胞的增殖和分化 不良。Yamamura 等［37］发现肿瘤组织中表达 h1Calponin 的骨肉 瘤患者的 存 活 率 要 明 显 高 于 不 表 达 此 蛋 白 的 对 照 组，因 此，， h1Calponin 可为骨肉瘤患者提供一种新的预后检测指标。有研 究发现急性主动脉壁夹层形成患者的 h1Calponin 水平比对照组 高，可作为急性 主 动 脉 壁 夹 层 形 成 的 早 期 诊 断 标 志［38］。 Calponin 不仅可以应用于疾病的诊断和鉴别诊断，还可以应用于临床 治疗中。将 h1Calponin 的互补 DNA 转入分化不良的平滑肌肉 瘤细胞中，可以诱导出正常的细胞分化表型，若应用于临床，可 能对平滑肌肉瘤有治疗作用［18］。Calponin 具有对多种细胞的增 殖抑制作用，利用这种特征可能在临床用于抑制肿瘤细胞的增 殖、血管平滑肌细胞的增生、肾小球系膜间质细胞的增生和新月 结构的形成，对有相应病理损害的疾病起到缓解病情、改善预后 的作用。 五、研究方向的展望 Calponin 从发现至今已近 30 年，对其的研究涉及各个领域 及组织器官，由于其在生物体内参与多种生理功能和病理过程， 对多种细胞具有调节作用，而且具有检测方法简单的优势，在临 床上已有了较多的应用。利用 Calponin 既能标记平滑肌组织， 还能标记肌上皮和肌成纤维细胞的特点，在诊断和鉴别诊断方
2． Calponin 与细胞增殖的相关性： 非肌细胞中的 Calponin 对细胞的增殖、迁移和吞噬起到调节作用［15］。h1Calponin 是成 纤维细胞、平滑肌细胞、肿瘤细胞增殖抑制基因，当生长停滞的 细胞重新进入 G1 期和增殖时，h1Calponin 的表达将下调。Sugenoya 等［16］通过对比 Calponin 基因敲除的小鼠和野生型抗肾小 球基底膜肾炎模型的小鼠，发现前者肾小球系膜细胞的增生更 为严重，新月结构的形成和间质细胞数的增加也更为显著，成纤 维细胞的增生明显增加。表明 Calponin 基因表达下调可能会助 长增生性肾小球疾病中系膜细胞的增生。同样在骨折愈合中， Calponin 基因敲除的小鼠依靠活化的骨膜成骨细胞的大量增生 使得新骨形成增加［17］。过表达的 h1Calponin 能抑制多种细胞的 增生，而其表达降低或缺失则见于许多细胞增生性疾病，包括一 些细胞增生性良、恶性软组织肿瘤。h1Calponin 在这些软组织和 骨瘤中表达均比正常组织低，表明肿瘤细胞中 Calponin 的表达 下调甚至缺失与肿瘤细胞的过度增殖有关［18］。有研究表明，在 慢性乙型肝炎的患者中，随着肝组织变性坏死、炎症细胞浸润程 度加重，h1Calponin 的表达呈现上升趋势［19］。在有关涎腺肿瘤 Calponin 的表达的研究中，良性腺瘤和恶性肿瘤在 Calponin 表达 上无显著性差异［20］。Calponin 过表达在糖尿病早期能明显抑制 肾间 质 细 胞 增 殖，这 与 Calponin 能 抑 制 平 滑 肌 细 胞 的 增 殖 一 致［21］，因而表明 Calponin 能在糖尿病发病早期抑制肾间质纤维 化。h3Calponin 在发育个体的海马齿状回、嗅球的所有层次还有 小脑的内、外层颗粒细胞均高表达，而在成年个体这些区域的表 达降低，提 示 h3Calponin 可 能 参 与 神 经 细 胞 的 增 殖 和 迁 移 活 动［22］。有报道称其在 血 管 形 成 和 内 皮 细 胞 的 迁 移 过 程 中 也 起 到重要影响作用。
DOI： 10. 3877 / cma． j． issn． 1674-0785． 2013． 02． 056 作者单位： 014010 包头，内蒙古医学院第三附属医院烧伤科（ 张 军、王凌峰） ； 湘雅医院烧伤科（ 黄晓元） 通讯作者： 张军，Email： zhjun2685@ sohu． com
用，由此可见，Calponin 通过 PKC 途径影响 ATP 酶活性，以此来 调节平滑肌的舒缩［9］。血管平滑肌受到外界刺激，刺激信号通 过 PKC 和 CAMKⅡ途径使 Calponin 磷酸化，血管平滑肌收缩，局 部血供 减 少。向 自 发 性 高 血 压 大 鼠 血 管 平 滑 肌 细 胞 内 导 入 h1Calponin 能明显抑制血管平滑肌细胞的增殖，对防止血管壁狭 窄和增生肥厚有重要意义。Calponin 的异常表达会导致平滑肌 舒缩功能的改变，器官结构发生变化。Calponin 的过表达可致心 脏特异表达 h1Calponin 的小鼠心腔增大、室壁变薄，收缩功能减 弱［10］。有研究表明，人类 h1Calponin 在临产前表达达到高峰，推 测 h1Calponin 的 大 量 磷 酸 化 与 分 娩 启 动 有 相 关 性［11-12］。 h1Calponin 在胃肠道运动中具有调节作用，抑制平滑肌的收缩， 与胃肠道功能紊乱有关［13］。Oddi 括约肌中表达下降可导致肌 收缩力增强，胆汁排泄受影响与胆囊结石的发生有关［14］。
中华临床医师杂志（ 电子版） 2013 年 1 月第 7 卷第 2 期 Chin J Clinicians（ Electronic Edition） ，January 15，2013，Vol． 7，No． 2
