cd90蛋白的研究进展

cd90蛋白的研究进展

cd90，又名thy-1，是一种含有细胞活性的免疫球蛋白超家族的成员。目前在神经细胞、胸腺细胞、成纤维细胞亚群、内皮细胞、肾小球系膜细胞、造血干细胞等表面均有发现。CD90蛋白已被确定在非淋巴组织的多种干细胞如成纤维细胞、脑细胞及活化的内皮细胞中均有不同程度的表达。CD90可以调节细胞-细胞、细胞-细胞质之间的反应,在神经再生和转移、炎症以及纤维化中起重要作用。1分子和基因定位1.1cd29细胞的分离和鉴定CD90是一种高度保守的糖蛋白,分子量为(25~37)×103,借助甘油二酯锚定于糖基磷脂酰肌醇(glycosylphosphatidylinositol,GPI)羧基端而附着于细胞膜。在成纤维细胞、上皮细胞、造血细胞等多种细胞表面都有表达。CD90于20世纪60年代初在寻找对抗小鼠白血病细胞的异种抗血清时被发现。刚发现时称为θ抗原,由于其前体细胞在胸腺中发育成熟,随后又被称为Thy-1抗原。1964年用血清学方法鉴定,证明CD90是小鼠T淋巴细胞的同种异体抗原,是小鼠全T细胞的标志。人体内的CD90最初于1980年在MOLT-3T淋巴细胞株中分离出来,分子量为25×103。1981年,Cohen等通过研究发现,小鼠脑组织中CD90与免疫球蛋白在结构上具有同源性。现已证实CD90是免疫球蛋白超家族中最小的成员。1.2cd29基因和cd3elta亚单元的关系CD90在脊椎动物的进化过程中一直存在,甚至在一些无脊椎动物中也存在。CD90基因位于人类11号染色体上q22.3节段(鼠染色体9qA5.1节段)。有学者认为CD90基因和CD3delta亚单元(CD3D)都位于人类11号染色体(小鼠9号染色体)。在小鼠体内,CD90有两个等位基因,即Thy1.1(Thy1a,CD90.1)和Thy1.2(Thy1b,CD90.2),两者间的不同之处只是在108号基因位置的一个氨基酸不同:在Thy-1.1是精氨酸,在Thy-1.2是谷氨酸。Thy-1.2在大多数小鼠品系中都有表达,而Thy-1.1只在AKR/J品系和PL品系的小鼠中发现表达。2基因表达2.1cd29单克隆抗体c293啮齿类的CD90基因编码的分子量为25×103的核心蛋白质(不含重糖基化)长度有111个或112个氨基酸,这种蛋白质有3个位点未糖基化;相比之下,人类的CD90基因编码的蛋白质只有2个糖基化位点。CD90前体的信号序列有19个氨基酸(氨基酸1~19号),在羧基末端跨膜域有31个氨基酸(氨基酸132~162号)。当成熟的多肽通过133号氨基酸铆接到GPI时,112个氨基酸(氨基酸20~131号)位置会发生变化,同时羧基末端丢失。最常用于检测CD90表达蛋白的单克隆抗体是OX7、5E10、K117和L127。有报道称CD90单克隆抗体与一些细胞骨架元素有交叉反应,如人类与小鼠的Thy-1.2抗体都与肌动蛋白有交叉反应;小鼠的Thy-1.1抗体与波形蛋白有交叉反应。CD90与许多其他GPI锚定蛋白一样,可通过特殊类型的磷脂酶C(如磷脂酰-肌醇磷脂酶C)在细胞间转移,也可参与其他GPI锚定蛋白(如CD55、CD59)在细胞间的转移。2.2cd29蛋白的组成CD90是膜蛋白中糖基化程度最高的蛋白质之一,在其分子量中,糖类的比重可高达30%。CD90蛋白中糖类的组成根据组织不同而存在着较大的差异,甚至在同种细胞分化的不同阶段,糖类的组成也不同。例如,目前只在脑CD90蛋白中发现氨基半乳糖,唾液酸(一种9-碳单糖的衍生物)在胸腺CD90蛋白中的含量远远高于脑中CD90蛋白的含量。2.3cd293在小鼠体内的表达CD90的表达因物种而异。据报道,CD90主要在以下细胞中表达:胸腺细胞、CD34+幼稚胸腺细胞、神经元、间充质干细胞、造血干细胞、NK细胞、内皮细胞(主要在高内皮微静脉)、肾小球系膜细胞、转移性黑色素瘤细胞、滤泡性树突状细胞(FDC)、成纤维细胞和肌纤维母细胞。在小鼠实验中,CD90被发现在胸腺细胞、外周T细胞、肌母细胞、表皮细胞和角化细胞中有表达。在人类,CD90被发现在内皮细胞、平滑肌细胞、CD34+骨髓细胞、脐带血细胞、心肌纤维细胞和胎儿肝细胞中有表达。CD90在已研究的大多数脊椎动物的脑细胞和纤维母细胞中都有表达。2.4cd29的表达CD90主要在神经系统的神经元细胞中表达,但在有些神经胶质细胞中也有表达,尤其是在分化的后期。一项关于4种人类神经细胞株中CD90的表达比较的研究结果显示:神经元起源的肿瘤细胞、所有的神经胶质细胞株以及其他神经系统肿瘤细胞,80%都有CD90的强表达。将大脑通过特定的酶联免疫吸附实验进行检测,结果显示:CD90蛋白浓度最高的部位是海马和纹状体,其次为新皮质、小脑、脊髓、视网膜和视神经。CD90启动子常被认为是“脑特异性的”。在小鼠中,CD90启动子可以用来驱动“脑特异性的”CD90启动子,从而表达特定的蛋白质,如在转基因阿尔茨海默病动物模型中可以发现突变的淀粉样前体蛋白(amyloidprecursorprotein,APP)。CD90表达水平在新生小鼠脑以及人类新生儿脑中,都比成年时的表达水平低。CD90表达水平随着脑的成熟呈指数增长。作为GPI锚定的蛋白质,CD90存在于细胞膜脂质载体的外叶。在成熟的神经元轴突中CD90的表达尤为突出。CD90可以与抑制蛋白G、酪氨酸蛋白激酶家族的成员c-fyn和具有脂质筏的微管蛋白交互作用。在大鼠和小鼠实验中证实,CD90蛋白主要分布在神经元的细胞体和树突上;在轴突生长完成之前,在轴突中未见表达;而当轴突受损时,CD90的表达又暂时被抑制。2.5cd29的表达CD90在不同物种的淋巴系统间的表达程度差异很大。在人类,CD90在淋巴系统中的表达仅局限于一小群胸腺皮质细胞,在成熟的T淋巴细胞中无表达。而在啮齿类动物的胸腺细胞中,CD90可能是数量最多的糖蛋白,覆盖了10%~20%的细胞表面;小鼠的胸腺皮质细胞表达高于胸腺髓质细胞及淋巴结细胞。虽然小鼠的T细胞在成熟早期就丧失了CD90的表达,但在小鼠T细胞中发现一个逆发育时间表达谱。CD90在小鼠的淋巴系统中只在胸腺细胞中有表达,相比之下,CD90在大鼠的淋巴系统中,不仅在胸腺细胞中有表达,在脾细胞中也有表达。小鼠的CD90基因的第三基因内区有一个长度为36对碱基的区域可以生成肿瘤坏死因子,例如Ets1样核因子,该种核因子在胸腺细胞和脾细胞中都有表达。大鼠相应的基因区域中缺少Ets1样核因子结合位点,但是有另一种核因子结合位点,而该种位点只在胸腺细胞中表达,在脾细胞中不表达。随着T淋巴细胞的成熟,CD90的表达量也逐渐增多。2.6患者的生化指标CD90诱导表达剂包括:促胸腺生成素、胸腺素、前列腺素、神经生长因子、白细胞介素-1、肿瘤坏死因子、聚丙烯酸甲酯、钙离子载体、甘油二酯等。3神经轴突变等功能CD90的功能尚未完全阐明。目前推测其功能与细胞-细胞、细胞-细胞质间的作用有关,与神经轴突生长、神经再生、细胞凋亡和转移、炎症、纤维化等也可能相关。3.1cd2933整合素配体的表征交联CD90抗体蛋白能促进神经轴突生长,这一作用需要依靠L-N型钙通道的激活。星形胶质细胞轴突生长的促进配体至今尚未证实,但抑制配体已经被证实是一种整合蛋白。CD90是已知的β3整合素配体之一。在成熟的星形胶质细胞中,CD90与β3整合素的交互作用可能会导致轴突生长的停止。3.2替代激活信号在大鼠实验中,交联膜CD90分子筏,在与CD28的强共刺激信号作用下,可以在一定程度上作为T淋巴细胞接受信号的替代激活信号。此外,CD90可以通过T细胞受体替代CD28共同刺激活化。3.3细胞凋亡作用交联抗体诱导CD90的聚合可以引起原癌基因bcl-2上调,通过细胞凋亡作用导致胸腺细胞、间质细胞死亡。间质细胞的死亡通过TUNEL染色或膜联蛋白Ⅴ染色法显示是凋亡,但是在电子显微镜下更像是坏死。3.4trtombosphnin-1,tsp-1的糖代谢动力学CD90已被证实对一些肿瘤有抑制作用。其抑制肿瘤的作用很可能是通过上调血小板反应蛋白(thrombospondin-1,TSP-1)、富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白(secretedproteinacidicandrichincysteine,SPARC)(骨粘连蛋白)及纤维连接蛋白实现的。CD90对于转移性黑色素瘤也有一定的抑制作用。3.5cd29的表达通过几种整合素以及一些尚未研究清楚的受体,CD90介导白细胞的黏附作用,如单核细胞、纤维母细胞,黑色素瘤细胞和内皮细胞。当内皮细胞被激活后,CD90即开始表达。CD90与白细胞整合素Mac1(CD11b/CD18)有交互作用,在白细胞归巢与招募中也起作用。3.6cd29在肺纤维化组织中的表达CD90在纤维化以及成纤维细胞的分化中起作用。在肺纤维化组织中,CD90在激活的纤维母细胞中表达水平下降。CD90基因敲除大鼠的肺纤维化程度提高。与大鼠经博来霉素化学疗法引起的肺纤维化程度类似。3.7其他功能CD90基因敲除小鼠显示出了皮肤损伤和视网膜异常:表现为内核稀疏、血管丛减少、神经节细胞数量下降和视网膜外膜变薄。4相关疾病及cd904.1cd29细胞表达肺纤维化与CD90关系的相关研究[28,29,30,31,32,33,34]证实,在正常的动物及人体肺组织中成纤维细胞以CD90阳性表达为主,而在肺纤维化模型或特发性肺纤维化患者的肺组织中,CD90表达明显减少,在肺纤维细胞灶中则以CD90阴性细胞为主。4.2cd29是人类卵巢细胞抑制基因的表达在免疫缺陷小鼠模型中,将携带有CD90编码基因的11号染色体转染人类卵巢癌SKOV-3细胞株,能抑制肿瘤生长。CD90在正常细胞克隆中表达增多;TSP-1、SPARC和纤维连接蛋白在正常细胞克隆中也有表达上调。TSP-1、SPARC和纤维连接蛋白在卵巢癌细胞株SKOV-3中不表达,其表达可能是由11号染色体上的CD90基因控制的。将CD90转染卵巢癌SKOV-3细胞株后,皮下注射到有严重联合免疫缺陷的小鼠体内,与注射野生型SKOV-3细胞的严重联合免疫缺陷小鼠相比,前者形成的肿瘤体积较小、增生能力较弱。将含有反义CD90的载体转染到正常人类卵巢细胞克隆系中,其结果表明,CD90是一个假定的人类卵巢癌的肿瘤抑制基因。在CD90诱导后,TSP-1和纤维连接蛋白表达上调,而SPARC的表达不受影响。由于纤维连接蛋白表达缺失在肿瘤生长和转移中是必须的,因此CD90可能通过上调纤维连接蛋白和TSP-1的表达水平来抑制肿瘤的生长。4.3cd29在肺癌细胞株中的表达缺失最近一项研究结果表明,在65%的鼻咽癌和63%的淋巴结转移鼻咽癌标本中发现CD90的表达降低或缺失。CD90在鼻咽癌HONE1细胞株中表达的恢复可以抑制肿瘤形成。CD90表达的减少,是由于在鼻咽癌细胞株中启动子高度甲基化所致。这些数据表明,CD90可能是鼻咽癌的肿瘤抑制物。4.4cd45-cd293细胞在肝脏原位和组织中的表达CD90可以用做检测各类干细胞的替代指标(如造血干细胞)。CD90在流式细胞术中是一种很常见的组合表面标志物,与其他表面标志物(如CD34)常可以一起检测。有报道认为CD90与CDl33有交叉表达。而Yamashita等发现,EpCAM+和EpCAM-的Huhl肝癌细胞CDl33表达情况没有差异,但只有EpCAM+细胞具有成瘤能力,CD90在EpCAM-AFP-的肝癌细胞中表达受限。面对如此让人困惑的现象,一个可能的解释是:不同的肝癌干细胞标志分子可能代表了肝癌干细胞的不同分化阶段。有相似观点认为,肝癌干细胞所表达的标志物不同,是因为肝癌干细胞所起源的正常干细胞被激活的信号通路不同。Yang等的研究显示,CD90有可能是一个有重要意义的肝癌干细胞候选标志物。从人类肝癌细胞系分离到的CD90+细胞在免疫缺陷小鼠体内可以形成肿瘤,且各种肝癌细胞系中CD90+细胞比例与该细胞系的成瘤性和转移能力呈正相关。在所有肝癌标本及91.6%的肝癌患者血标本中分离到了CD45-CD90+细胞,且这些细胞均可在免疫缺陷小鼠体内形成肿瘤。肝癌组织中CD45-CD90+细胞数目和配对血标本中CD45-CD90+细胞数目呈正相关。从移植瘤内分离到的CD90+细胞可在免疫缺陷小鼠体内二次成瘤及三次成瘤。进一步研究发现,CD90+CD44+细胞恶性程度比CD90+CD44-细胞高,可在免疫缺陷小鼠的肝脏原位成瘤并形成肺转移瘤。应用CD44抗体阻断CD44活性后,可诱导CD90+细胞体外凋亡,并抑制CD90+细胞