脂肪因子chemerin的研究进展

1、脂肪因子chemerin 的研究进展刘春丽1郭正义2司红卫2(1. 泰山医学院, 山东泰安271016; 2. 泰山医学院附属泰山医院, 山东泰安271000关键词:che merin; 脂肪因子; 胰岛素抵抗中图分类号:R392文献标识码:A 文章编号:100427115(2011 0420310205脂肪组织不但有脂肪存储功能, 也有内分泌功能, 它能分泌多种脂肪因子, 例如瘦素、肿瘤坏死因子-、脂联素等。这些脂肪因子参与调节脂肪细胞的分化和代谢, 参与肥胖个体脂肪组织的炎性反应。与代谢综合征、che merin 也(acid recep t or res 2, , 由他扎罗汀诱导基因2(

2、tazar otene 2induced gene 2, TlG2 编码, 是2007年新确认的脂肪因子, 近几年的研究表明, 其与代谢综合征和胰岛素抵抗密切相关的。1che merin 简介1997年Nagpal 等1在用维甲酸类药他扎罗汀治疗银屑病时克隆出了che merin, 2003年W itta mer 等2也从卵巢癌患者的腹水中纯化出che merin, 同年Mede 等人3利用反向药物筛选的方法在肾衰病人的过滤血液中成功分离出che merin 的活化形式(21-154氨基酸 , 并证明其是G 蛋白耦联受体(GPCR che mR23的天然配体。对表达che mR23的未成熟树突

3、状细胞和巨噬细胞有趋化作用。Bozao 2glu 等4于2007年用信号序列捕获技术首次确定che merin 是一种脂肪细胞因子, 其mRNA 在脂肪组织高表达, 调节脂肪细胞分化。人类che merin 编码基因全长3289bp, 位于染色体7q36. 1, 由3个内含子和4个外显子组成。Che merin 在不同物种组织的表达也有不同。在Pobesus (一种水底砂生生物金枪鱼, 是肥胖和2型糖尿病的动物模型 的各组织中都有表达, 在脂肪组织、, 5研究发现, 小、肝脏和胎盘表达最高, 卵巢次之, 其他组织中的表达约低于肝脏的5%, che merin 在附睾的白色脂肪组织细胞中的表达量

4、高于间质血管的2倍, 由此推测白色脂肪细胞是che merin 的来源和作用靶点。che merin 在人体的多种组织表达广泛, 在脂肪组织、肺、肝脏、胰腺、肾上腺、卵巢、胎盘、皮肤等都有表达, 其中主要表达于白色脂肪组织、肺和肝脏。2che merin 分子生物学特性Che merin 是前体形式p r oche merin 转化的蛋白质, p r oche merin 分子量为18ku, 由163个氨基酸组成, p r oche merin 在进化上和结构上属于杀菌肽. 半肽氨酸蛋白酶抑制剂家族6, 这个家族包括通过白细胞G 蛋白耦联受体活化的介质、杀菌肽前体、半肽氨酸蛋白酶抑制剂和激肽原

5、7-8。Pr oche merin在经过细胞外丝氨酸蛋白酶切除羧基末端的部分氨基酸后成为16ku 的有趋化活性的che merin 。Che merin 与杀菌肽、半肽氨酸蛋白酶抑制剂结构相似, 都是通过碳末端的处理后, 获得一个与免疫反应有关的蛋白和多肽。与杀菌肽、半肽氨酸蛋白酶抑制剂不同的是, che merin 有三个二硫键9, 而后13泰山医学院学报JOURNAL OF T A I SHAN MED I CAL COLLEGE Vol 132No 1420113作者简介:刘春丽(1977 , 女, 山东沂水人, 住院医师, 硕士研究生, 主要从事妇产科工作。两者只有两个二硫键。che

6、merin 、杀菌肽和趋化因子家族由于趋化白细胞的功能基本相同, 而由此具有相似的结构特点。这些特点包括低分子量、稳定、碱性等电点等。Che merin 有两个十四烷基化位点(氨基酸16-21, 29-34 、两个酪蛋白激酶磷酸化位点(氨基酸50-53, 54-57 和一个蛋白激酶C 磷酸化位点(氨基酸76-78 , 但都不是其活化位点。Che merin 的N 端21-27氨基酸为它的信号肽的切割位点。2. 1che merin 的活化Che merin 以p r oche merin 形式分泌到细胞外, 在正常状态下机体会持续不断的在各组织中产生(除了外周血白细胞中 。Pr oche me

7、rin 活性很低, 但当蛋白水解去除碳末端的6个氨基酸后, 它转化为che mR23强有力的激动剂3。通过丙氨酸筛选诱变, 得出Try149、Gly152、phel50、phe154和它们是使che mR23化, 尤Try149要作用。Tryl49、和phe156的苯环与che mR23的细胞外环上的苯环结合, 同时Gly152提供弯曲的构象以利于两者结合。大多数合成肽的亲和力较低, 为研究che merin 的活性肽段, 近年来人工合成了许多p r oche merin 羧基末端区域来源的肽段来观察其对che mR23的作用, 最短的che merin 生物活性肽段是che merin 29

8、, 即che merin1492157(NH22YFPG QF AFS 2COOH , 这个9肽有全长蛋白的大部分活性, 来激活che mR23。从10肽NH22YF 2PG QF AF 2SK 2COOH 的羧基末端切除赖氨酸(K 可使che mR23转染细胞的迁移活性增加16倍, 进一步切断则导致复合物失活, 而延长9肽末端后并不能增强其活性10-11。Che merin 29既有活化受体的能力又与受体有很高的亲和力, 但受体活化却是通过趋化因子的氨基末端与受体的跨膜蛋白相互作用实现的12。Pr oche merin 的活化是通过细胞外的蛋白酶实现的, 这些蛋白酶主要包括止血纤溶过程中的丝

9、氨酸蛋白酶X II 因子、嗜中性粒细胞颗粒中的组织蛋白酶G 、纤溶酶、弹性蛋白酶和肥大细胞的纤溶酶, 甚至病原菌释放的丝氨酸蛋白酶13-14。补体途径的丝氨酸蛋白酶只有微弱的活化能力, 其中丝氨酸蛋白酶是机体快速防御的重要参与者。机体发生炎症时, 最先发生浸润的是多形核细胞(主要是嗜中性粒细胞 , 嗜中性粒细胞通过脱颗粒作用释放细胞颗粒中的丝氨酸蛋白酶、弹性蛋白酶和组织蛋白酶G 到细胞外间隙。丝氨酸蛋白酶通过蛋白水解掉p r oche merin 碳末端的氨基酸使其活化。不同的丝氨酸蛋白酶的切割位点不同, 从而得到不同肽段的che merin 活化形式。人白细胞弹性蛋白酶切断Ser1572Ly

10、s158键, 组织蛋白酶G 切断Phe1562Ser157键。通过人白细胞弹性蛋白酶酶切获得的che merin 是人体中che merin 的主要活化形式, 与在腹水中发现的che merin 一样。整个活化过程发生在炎症的早期13。血清趋化che mR23阳性细胞的能力比血浆大很多, 。, B 和N 可以调15也发现凝血II a 和纤维蛋白溶酶, 通过酶切p r oche merin 后使其转化为有活性的che merin 。Che merin 水解为活化形式后, 血清中的che merin 的最后一个氨基酸是A la155。而其他几种蛋白酶酶切后都能产生几种不同的che merin, 其

11、活性各不相同。值得注意的是丝氨酸蛋白酶首先活化che mer 2in, 但当丝氨酸蛋白酶进一步水解氨基酸时, 又可以使che merin 失活16。Guillabert 等17研究证实, 由中性粒细胞衍生的蛋白水解酶3和肥大细胞衍生的糜蛋白酶能产生特异性的che merin 异构体, 但是这些异构体无生物活性。2. 2che merin 的受体che mR23Che mR23主要分布在巨噬细胞和单核细胞衍生的树突状细胞(DC 中14, 在CD4+T 淋巴细胞中也有少量的表达。Che mR23基因位于12号染色体的q2I . 2-21. 3, 而不是位于编码趋化因子受体的区域内18。它与神经肽和

12、趋化因子受体同源2。Che merin 是che mR23的天然配体。全部的类浆类树突状细胞(pDC 和40%髓样树突状细胞(mDC 表达che mR23。成熟和不成熟的第三类DC 也有少量的che mR23表达。在血液里, 只有pDC 表达che mR23, 而淋巴细胞和单核细胞、mDC 、嗜中性粒细胞和嗜酸性粒细胞都不表达19。在淋巴结、脾和肺都发现了丰富的che mR23的mRNA 。鼠的类似113泰山医学院学报JOURNAL OF T A I SHAN MED I CAL COLLEGE Vol 132No 142011物(称为Dez 与其在氨基酸序列上具有80. 3%的同源性, 它与

13、鼠血管紧张素受体和C5a 过敏毒素受体同源性最高20。鼠的che mR23有a 和b 两种, 是根据启动子的不同来划分的, 其中b 型che mR23在全反式维甲酸的诱导下表达上调21。Che mR23还有一个脂类配体res olvinE I (RvE I 。其功能与che merin 恰恰相反, RvE I 能够通过che mR23和白三烯B4受体BLTI 减轻炎症反应, 减少白细胞介素的产生和树突状细胞的迁移22-23。3che merin 分子生物学效应3. 1che merin 的免疫作用巨噬细胞和树突状细胞与淋巴细胞直接接触是免疫应答的始动环节, 趋化因子是介导巨噬细胞和树突状细胞迁

14、移的关键因子, che merin 通过其受体che mR23移作用, 并且che mR23merin CD16+NK 细胞在炎症组织和外周血中占优势, 有细胞毒性, 介导细胞的凋亡。Par olini 等24研究发现, che merin /che mR23趋化CD56lowCD16+NK 细胞和树突状细胞到达炎症组织的部位, 并且血CD56l owCD16+NK 细胞选择性的表达che mR23, 由此推测chemerin /chemR23在获得免疫和自然免疫中可能起一定作用。3. 2che merin 与炎症炎症早期多形核白细胞(P MN s 在炎症组织中的浸润先于树突状细胞和巨噬细胞,

15、 研究证实, P MN s 释放蛋白酶活化che merin 前体, 提示che merin在炎症的早期产生13。Che merin 在肝癌和卵巢癌患者的腹水、银屑病和系统性红斑狼疮患者的病变皮肤组织、关节炎患者的滑膜液中含量丰富, 提示che merin 与炎症有密切关系。Cash 等25研究表明,来源于小鼠che merin 羧基末端的序列有明显的抗炎作用, 其中che merin15(C15 抑制巨噬细胞的活性与che merin 相似, 小鼠腹腔注射che merin15可抵抗腹膜炎的发生, 抑制单核细胞和中性粒细胞的聚集, 抑制促炎介质的表达。最近研究26发现, 孤儿蛋白CCRL2是

16、che merin 的另一个受体, 小鼠CCRL2可增加炎症反应, 提示che merin 可能有增加炎症反应的作用。因此推测che merin 通过che mR23介导参与炎症的起始和消退。还有研究27提示,che merin 在che mR23基因缺失(che mR23-/- 小鼠中仍存抗炎活性, 抗炎活性虽降低, 但未丧失, 由此推测che merin 同源肽可能作用于多种GPCR, 其中包括che merinR, 以及新近确认的受体。3. 3che merin 与血压的关系Che merin 在进化和结构上与抗菌肽、激肽原和胱蛋白相关, 而激肽原的蛋白水解产物是血管活性肽2缓激肽, 细

17、胞膜上的che merinR 和che merin 结合后活化细胞内的抑制性G 蛋白(Gi 蛋白 , 抑制腺苷酸环化酶(AC 的活性, 抑制c AMP 积聚, 并诱导细胞内钙离子的释放, 使细胞内钙离子的浓度增加, 血管收缩。再加上che merin , 众所周知, , , che mer 2, , 有待进一步研究, 3. 4che merin 在脂肪细胞中的作用Bozaoglu 等4研究发现, 小鼠胚胎的成纤维细胞(3T32L1 细胞分化为成熟脂肪细胞过程中, che merin 表达显著升高, Goralski 等5也证实此点,这可提示在脂肪组织中che merin 主要表达于成熟脂肪细胞

18、。Che merin 的信号传导机制未明, 有报道说che mR23的活化增加细胞内钙离子的浓度, 抑制c AMP 的积聚, che merin 可能通过减少细胞内c AMP的浓度对抗儿茶酚胺类引起的脂解作用, 但尚存在分歧。用腺病毒载体shRNA 靶向阻断前脂肪细胞che merin 或che mR23的基因表达, 发现二者对脂肪细胞早期分化起关键作用, 同时发现基因阻断的成熟脂肪细胞脂联素、葡萄糖转运蛋白4和瘦素表达降低28, 表明che merin 可能调节脂肪形成和成熟脂肪细胞代谢。3. 5che merin 与代谢综合征(MS MS 定义包括:中心性肥胖、血脂代谢异常、血糖升高和(或

19、 胰岛素抵抗(I R 、高血压等。脂肪组织通过其分泌的脂肪细胞因子, 与内分泌神经中枢、胰岛及肌细胞之间形成反馈网络, 维持糖脂代谢。脂肪细胞因子失衡可能在I R 、2型糖尿病(T2DM 和动脉粥样硬化中有重要作用。Che merin 可增加巨噬细胞摄取胆固醇, 而巨噬213泰山医学院学报JOURNAL OF T A I SHAN MED I CAL COLLEGE Vol 132No 142011细胞中胆固醇过度积聚形成泡沫细胞导致粥样硬化斑块形成, 由此推测che merin 在巨噬细胞胆固醇的摄取和泡沫细胞形成过程中起一定作用。近些年的研究认为, 动脉粥样硬化形成是一种慢性炎症过程, 而

20、脂肪因子che merin 可能与血管凝血机制异常、血管内皮功能及血栓形成等存在内在联系。有研究29发现, che merin 通过增强3T32L1脂肪细胞中胰岛素信号, 增加葡萄糖摄取, 以自分泌/旁分泌的方式调节胰岛素的敏感性。Sell 等30的研究结果却恰恰相反, 他发现肥胖患者的脂肪组织分泌che merin 比对照组明显升高, 与体质量指数(BM I 及脂肪细胞大小相关; che merin 释放增加与I R 有关, 其诱导骨骼肌细胞产生I R 。3. 6che merin 与I R 3. 6. 1细胞及动物实验资料在3T32L1细胞, che merin 1, 29。最新的研究30

21、3T32L l 脂肪细胞中,che merin 能够显著降低已分化的3T32L l 脂肪细胞中胰岛素刺激的葡萄糖转运, 与以前的报道恰恰相反。Bozaoglu 等4在动物模型Pobesus 肠系膜脂肪组织中发现, T2DM 组che merin 的表达水平比血糖正常组显著升高, 并与体质量、空腹血糖和空腹血浆胰岛素存在正相关。3. 6. 2临床观察资料中国W ang 等研究血清che merin 水平和新诊断的T2DM 关系时发现, 血清che merin 水平与胰岛素水平、脂类代谢及体脂分布相关。Bozaoglu 等用EL I S A 检测人血浆样本中的che merin 浓度时, 发现其浓

22、度在糖耐量正常组(NGT 和T2DM 组中无明显差别; 但在NGT 组, BM I >30kg/m2组血浆che merin 浓度显著高于BM I <25kg/m2者, 线性回归分析显示, che merin 浓度与BM I 和MS 患者的空腹血糖、空腹胰岛素、血压和血甘油三酯呈相关性, 进一步调整BM I 后, 血浆che merin 浓度与血压和血甘油三酯独立相关, 调整血甘油三酯后血che merin 浓度仍与血压相关, 这证明循环中che merin 浓度与BM I 、血压和血甘油三酯密切相关。脂肪细胞因子che merin 在I R 、炎症和糖脂代谢方面都有一定的作用,

23、与G DM 的发病存在一定的相关性, che merin 通过何种途径参与I R, 其信号转导途径、与其他因子相互作用以及che merin 在T2DM 和G DM 发病中的作用尚待进一步研究。参考文献:1Nagpal S, Patel S, Jacobe H, et al . Tazar otene 2induced gene 2(TI G2 , a novel retinoid -res ponsive gene in skin J .I nvestDer mat ol, 1997, 109(1 :91295.2W itta m r V, Franssen JD, Vulcano M, e

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