_v_3整合素信号转导与破骨细胞研究进展
骨桥蛋白在免疫调节和肿瘤中的研究进展
骨桥蛋白在免疫调节和肿瘤中的研究进展姚辉（1978-），女，硕士研究生，副主任检验师，主要从事分子生物学及生物化学检验关键词：骨桥蛋白(OPN),免疫调节,肿瘤;骨桥蛋白(OPN)，是一种在多种组织和细胞广泛表达的磷酸化糖蛋白。
研究中发现，OPN能够被启动的淋巴细胞和巨噬细胞所分泌，是一种可能的淋巴细胞因子，因此又称为Eta-1（早期淋巴细胞启动基因-1）。
在T淋巴细胞、上皮细胞、骨细胞、巨噬细胞、内皮细胞及肿瘤细胞中均有表达；在骨组织的矿化与重建、动脉硬化、自身免疫性疾病及感染、缺血－再灌注损伤、肿瘤的发生发展等过程中发挥着重要的作用。
OPN已经被作为多种肿瘤和炎症性疾病的生物标志物。
研究表明，过表达和OPN表达失调和多发性硬化症，系统性红斑狼疮，类风湿性关节炎，炎症性肠病等自身免疫疾病有着密切的联系。
虽然OPN早期被认为是包含RGD结构的骨粘连基质蛋白，但是现在充足的证据证明OPN作为可溶性的细胞因子能激活多种细胞信号转导通路。
1 OPN的结构及受体1.1 OPN的结构人OPN基因具有7个外显子和6个内含子,位于染色体4q13。
人OPN 共有314个氨基酸 ,其中RGD序列是骨桥蛋白分子发挥黏附功能的结构基础，具有高度保守性，如果变异或缺失，将丧失促黏附功能。
另外，骨桥蛋白还有一个有意义的结构特征是：在RGD序列附近区域(离RGD列仅有6个氨基酸残基有1个RSK位点结构)存在凝血酶裂解位点，能被凝血酶裂解成大小不同的一个氨基末端片段和一个羧基末端片段, 把OPN 分子分开成为两个功能区,包括GRGDS 区在内的N 端片段对整合素αvβ3 (在恶性肿瘤中表达异常丰富)和αvβ5 (广泛存在于正常组织)特异性较强；C端片段和黏附分子与CD44结合。
另外在RGD片段和CD44 结合位点之间含有整合素β1识别位点,整合素β1可能作为OPN 的受体将其同整合素α链(α4和α9)结合，诱导细胞迁移。
1.2整合素和CD44OPN和细胞表达的多种受体相互作用，包括αvβ1、αvβ3、αvβ5、αvβ6和α5β1一个隐藏的整合素结合位点（人SVVYGLR和鼠SLAYGLR）通过促进α4和α9(α4β7、α9β1)的表达，调节细胞黏附，运动和迁移。
破骨细胞分化成熟因子及其信号转导通路_黄晓斌
#综述#基金项目:国家自然科学基金资助项目(30400240)作者单位:300192 天津,中国医学科学院中国协和医科大学放射医学研究所通讯作者:黄晓斌,Email:HXB19800401@破骨细胞分化成熟因子及其信号转导通路黄晓斌 孙元明 李雨民 杨福军摘要:破骨细胞从起源发育至成熟,再经活化发挥吸收作用是一个复杂的多级调控过程,始终都受到一系列细胞因子的影响。
有些细胞因子对破骨细胞的成熟分化起促进作用,如:RANKL 、TNF -A 、IL -1、IL -6、1,25-(OH)2D 3、PTH 、M -CSF 等,其中RANKL 和M -CSF 是破骨细胞形成和分化过程中的两个必需的因子;有些因子起抑制作用,如:OPG 、IL -4、IL -10、雌激素、降钙素、TGF -B 等。
OPG P RANK P RANKL 系统在破骨细胞分化成熟过程中起着枢纽作用,大部分细胞因子都直接或间接地通过OPG P RANK P RANKL 系统来发挥作用,其中还涉及到成骨细胞、破骨细胞、基质细胞等复杂的相互作用。
介导破骨细胞分化成熟的各种细胞因子反应的信号传导路径主要包括MAPK 、NF -kappaB 、CN P NFAT 等通路,全面地了解破骨细胞因子及其信号传导通路,将有助于临床更好地分析各种骨代谢性疾病的病因及发病机制,进而为治疗提供理论依据。
关键词:破骨细胞;细胞因子;信号转导The cytokines of osteoclast and their path o f signal transduction H U ANG Xiaobin ,SU N Yuanming ,LI Yumin ,et al .Department o f Biomedicine ,I nstitute of Radiation Medicine ,CAMS &PU MC ,Tian j in 300192,ChinaAbstract :It is a complicated process that osteoclast differentiates from progenitor to mature osteoclast which have the function of bone resorption.There are series of cytokines and systemic hormones involved i n this phase.Some cytokines promote osteoclast developmen t,such as RANKL,TNF -A ,IL -1,IL -6,1、25-(OH)2D 3,PTH,M -CSF,and the list will go on,in which RANKL and M -CSF are essen tial.Other cytokines inhibi t osteoclast growth,such as OPG,IL -4,IL -10,estrogen,calcitonin,TGF -B ,and so on.The OPG P RANK P RANKL system is vi tal in the period.Most of cytokines play role through OPG P RANK P RANKL system directly or indi rectly.The interaction between osteoclast and os teoblast or stromal cell i s also important.There are several si gnal path ways such as MAPK,NF -kappaB and CN P NFAT,involved in osteoclast di fferentiation.Understanding the cytoki nes of osteoclast and path of signal transduction respectively make i t possible for us to comprehend the developmen t and the treatment of the bone metabolic diseases.Key words :Os teoelast;Cytokine;Si gnal transduction骨是一不断更新的组织,骨吸收和骨形成的动态平衡维持着正常的骨代谢。
整合素在肿瘤转移中的作用机制研究进展
种细胞 信号因子的刺激激活如表皮生长因子 、 血管生成 因子 等的胞内信号通路从而发挥促进肿瘤转移 的作用 … 。
２１ 异常增高的整合 素表 达可以激 活 Ｅ ． ＧＦ信 号 通 路 促 进
原发灶癌组织 中肿瘤细胞 的增殖 与转移 肿瘤 原发位 肿瘤 细胞的增殖是肿瘤转 移 的起 始 因素 ， ａ ｒ Ｋ ｕ 等 研 究表 明整 合素的表达和卵巢癌的转移和发展密切相关 ， 整合 素的表达 上调可以明显的促进 卵巢癌 的转 移。而 Ｍ ｔ ｅｌ ｉ ｈｌ等 在乳 ｃ
细胞更具有侵袭性 ， 另一方 面整合素 与其 配体 结合 后 向细胞
内传递信号介导 Ｆ Ｋ Ｒ ｓＭ Ｐ Ｆ Ｋ Ｐ３ Ｆ Ｋ Ｓ Ａ Ａ ／ ａ Ａ Ｋ、 Ａ ／ ＩＫ、Ａ ／Ｔ Ｔ等 ／
多条通路信号转导 ， 最后影 响肿瘤细胞 Ｅ Ｋ、 Ｋ Ｒ Ａ Ｔ等基 因的
表达 ， 进而影 响肿瘤细胞 的增殖 、 基因转导 、 亡等生物学行 凋 为。整合素的异常表达与肿瘤转移密切相关 。 Ｊ ２ 整合素 的异常表达在肿瘤转移 中的作 用 肿瘤转 移是一个多步骤 、 续 的主动过 程 ， 一过 程 中 连 这 多种生长因子及细胞因子起到了重要 的作用 ， 针对这 些信
・
１８ 。 ４４
中国药理 学通报
Ｃ ｉｅ ｈ ｒ ａｏ ｇｃｌ ｕｅ ｎ ０ １Ｎ ｖ２ （ １ ： ８ ６ ｈｎｓ Ｐ ａｍ ｃｌ ｉ ｌｔ ２ １ ｏ ；７ １ ） １ ４～ ｅ ｏ ａ Ｂ ｌｉ ４
网络 出版 时 间 ：０ —１ ２１ １ ０—２ ２ １ ： 网络 出版 地 址 ：ｔ ：／ ｗ ．ｎ ｉｎ ｔｋ ｍ ／ ｅａ／ ４ １ ８ ． ．０ ０ ５ １ １ ． １ ． ｔ ｌ ５１ ：６ ０ ０ ｈｔ ／ ｗ ｗ ｃ ｋ． ｅ ｃ ｓ ｄ ｔ ｌ３ ．０ ６ Ｒ ２ １ ２ ． ２ ６ ０ ２ ｈｍ ｐ ／ ｉ １ １
整合素αVβ3在糖尿病视网膜病变发生发展中的作用
• •整合素aVp3在糖尿病视网膜病变发生发展中的作用萨如拉闫朝丽任小燕内蒙古医科大学附属医院内分泌科，呼和浩特010030通信作者：闫朝丽，Email:aliceyzl@126. com【摘要】糖尿病视网膜病变（diabetic retinopathy, D R)作为长期高血糖诱导的进展性微血管病变，视网膜微血管的缺血、缺氧状态贯穿D R发病、进展的整个过程。
整合素a Vp3 (i ntegrin a V p3.ITGa V p3)作为重要的细胞黏附分子，在高血糖状态下其自身及其配体表达均上调，并通过促进视网膜微血管通透性增加、新生血管形成及视网膜纤维膜形成等作用，参与到D R的各个病变阶段。
由于lTGa V p3通过多种机制参与D R，相较于目前广泛应用的抗血管内皮生长因子治疗，通过阻断ITGa V p3与其配体的结合，能更加明显地改善视网膜微血管通透性、抑制视网膜新生血管形成。
此外,IT G aV p3配体所特含的R G D序列在耙向治疗D R方面有巨大潜力。
（国际眼科纵览，202/, 45:51-56)【关键词】整合素a V p3;R G D序列;糖尿病视网膜病变基金项目：内蒙古医科大学附属医院重大科技项目（NYKYZD001)D0I：10.3760/ cma. j. issn. 1673-5803.2021.01.010Role of integrin aVp3 on occurrence and development of diabetic retinopathySarula，Yan Zhaoli，Ren XiaoynnDepartment of Endocrinology The Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University ^Hohhot 010030 ^ChinaCorresponding author: Yan Zhaoli, Em ail：aliceyzl@ 126. com【A b stract】Diabetic retinopathy ( DR) is a progressive microangiopathy induced by long-term hyper-glycemia. The state of ischemia and hypoxia of retinal microvessels runs through the whole process of the occurrence and progression of DR. Integrin aV p3 (ITG a V(33) , as an important cell adhesion molecule, theexpression of itself and its ligand upregulate in hyperglycemia, and participate in various pathological stagesof DR by promoting retinal microvascular permeability, neovascularization and retinal fiber membrane formation. ITG aV p3 participates in DR through a variety of mechanisms, compared with the widely used anti-VEGF therapy, blocking the binding of ITG aV p3 to its ligand can significantly improve retinal microvascular permeability and inhibit retinal neovascularization. In addition, ITG aV p3 ligand contains the RGD sequence, made it has great potential in targeted therapy of DR. (Int Rev Ophthalmol, 2021，45: 51-56)【Key w o rd s】integrin ctVp3; RGD sequence, diabetic retinopathyFund program：Major Scientific and Technological Projects of the Affiliated Hospital of Inner MongoliaMedical University ( NYFYZD001)DOI：10.3760/ cma. j. issn. 1673-5803.2021.01.010糖尿病（diabetes mellitus,D M)是一组以高血糖 为主要特征的临床代谢综合征。
骨唾液酸蛋白通过整合素αvβ3调控ILK信号通路
骨唾液酸蛋白通过整合素αvβ3调控ILK信号通路彭远远;王捷【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2012(000)001【摘要】旨在探究骨唾液酸蛋白( BSP)是否通过整合素αvβ3对整合素连接激酶(ILK)信号通路进行调控.BSP基因沉默乳腺癌MDA-MB-231细胞,流式细胞仪在细胞水平检测BSP不同水平的细胞株中整合素αvβ3的表达量.Western blotting检测磷酸化ILK水平的变化,MTT法检测细胞增殖能力.与对照组231BO-Scrambled 细胞相比,BSP基因沉默组231BO-BSP27细胞中整合素αvβ3的表达水平明显下调( 61.32±1.94)％(P＜0.01).整合素αvβ3鼠抗单克隆抗体(LM609)处理前的BSP 基因沉默组231BO-BSP27细胞与21BO-Scrambled细胞相比,ILK磷酸化水平下调明显(39.38±1.38)％(P＜0.01):LM609处理后的231BO-BSP27细胞与21BO-Scrambled细胞相比,ILK磷酸化水平下调明显(33.78±1.51)％(P＜0.01).向乳腺癌细胞231BO-scrambled和231BO-BSP27中添加LM609,MTT试验结果显示两株乳腺癌细胞的增殖能力均有降低(P＜0.05).BSP通过整合素αvβ3对乳腺癌MDA-MB-231细胞ILK信号通路进行调控,并影响细胞增殖.【总页数】5页(P172-176)【作者】彭远远;王捷【作者单位】华南理工大学生物科学与工程学院,广州510006;广州军区广州总医院医学实验科,广州510010;华南理工大学生物科学与工程学院,广州510006【正文语种】中文【相关文献】1.整合素αvβ6-ERK信号通路负调控钙黏蛋白Fat-1促进结肠癌细胞侵袭的分子机制研究 [J], Muhammad Amin Karim;单立群;李泽群;高会杰;牛正川;王舟;高超;贺兆斌;彭程2.骨唾液酸蛋白对破骨细胞前体RAW264．7增殖、分化作用的信号通路 [J], 石羽;张彦;林丽莎;刘思念;李奕;韩超;李凌3.健骨颗粒含药血清培养成骨细胞整合素/黏着斑激酶信号通路相关因子的表达 [J], 林煜;卢天祥;吴银生;黄云梅;林燕萍4.PI3k/AKT信号通路在老年大鼠乳腺癌血管形成中的作用及对整合素连接激酶ILK的抑制效果 [J], 曲义坤;国麟祺;夏伟滨;徐剑5.miR-144在人牙周膜成纤维细胞中调控Toll样受体2及骨唾液酸蛋白的表达[J], 魏蓉;张源;李新月因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
TGF-β-Smad信号转导通路与骨质疏松症相关性研究进展
TGF-β-Smad信号转导通路与骨质疏松症相关性研究进展摘要】 TGF-β-Smad信号转导通路的研究已经成为骨质疏松症研究的热点和富有希望的领域。
TGF-β和TGF-β受体在细胞膜上的结合引起TGF-β受体的磷酸化，进一步引起受体激活型 Smad 磷酸化，磷酸化的R-Smad与Smad4形成复合物，进入细胞核，促发TGF-β靶基因的转录。
TGF-β-Smad信号转导通路调控干细胞更新、细胞的增殖、分化、迁移及凋亡，它还控制着胚胎的发育和出生后组织的稳定。
大量研究表明TGF-β在出生后骨组织的稳定中扮演着重要的角色，这包括成骨细胞的增殖分化和骨的建立。
影响TGF-β-Smad信号转导通路会造成骨代谢紊乱，导致骨质疏松症。
这些发现说明TGF-β-Smad信号转导通路应该是骨质疏松症治疗的一个重要靶点。
【关键词】骨质疏松 TGF-β Smad蛋白信号转导通路Progress in Research on TGF-β-Smad Pathway and Osteoporosis【Abstract】 Study of TGF-β-Smad signal transduction iteral has become the hotspot and promising domain in osteoporosis (OP). Engaging of TGF-β to TGF-β receptors on the cell surface leads to activation of the receptor kinase activity, which phosphorylates R-Smad. R-Smad with Smad4 forms a complex, which is translocated to the nucleus, where it binds to the consensus DNA sequence to regulate the transcription of TGF-βtarget genes. TGF-β-Smad signaling regulates stem cell renewal, cell proliferation, differentiation,migration, and apoptosis, and controls embryo development and postnatal tissue homoeostasis.A lot of studies have demonstrated that TGF-βplay positive roles in postnatal bone homeo stasis including osteoblast expansion, differentiation, and bone formation. Defects in TGF-β-Smad signaling cause bone-related disorders such as osteoporosis.These findings suggest that TGF-β-Smad pathway can be a potential target for osteoporosis therapy.【Key words】 Osteoporosis TGF-β Smad protein Signal transduction iteral 骨质疏松（Osteoporosis, OP）是一种骨量减低、骨组织显微结构退化，导致骨脆性增加、骨折危险性增高的全身性疾病。
整合素与肿瘤侵袭和转移的研究进展
整合素与肿瘤侵袭和转移的研究进展
季洪波;博晓真
【期刊名称】《内蒙古医学院学报》
【年(卷),期】2005(27)4
【摘要】整合素(integrin)属于细胞黏附分子家族,研究发现整合素可以调节细胞与细胞之间、细胞与细胞外基质(ECM)之间的黏附.然而不同整合素黏附作用也有明显不同,在肿瘤发生的不同阶段,整合素既可以抑制又可以促进肿瘤的侵袭和转移.本文就整合素的结构、分类、信号传导以及不同功能对肿瘤的侵袭和转移的影响做一综述.
【总页数】4页(P346-349)
【作者】季洪波;博晓真
【作者单位】内蒙古医学院,免疫学教研室,内蒙古,呼和浩特,010059;内蒙古医学院,免疫学教研室,内蒙古,呼和浩特,010059
【正文语种】中文
【中图分类】R392.11
【相关文献】
1.整合素α_vβ_3与恶性肿瘤侵袭转移关系的研究进展 [J], 杨晓冬;朱理玮
2.整合素与肿瘤侵袭和转移的研究进展 [J], 宫雪;陈骊珠
3.整合素与EGFR交叉信号通路在恶性肿瘤侵袭转移机制中的研究进展 [J], 段媛媛;王瑜玲;梁欢;张燕;刘慈
4.整合素α5β1与恶性肿瘤侵袭转移关系的研究进展 [J], 赵婕;顾红燕;郭青龙
5.整合素与肿瘤侵袭转移关系的研究进展 [J], 章月星;刘芳;李明烈
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破骨细胞骨吸收功能的检测方法
破骨细胞骨吸收功能的检测方法李鹏辉;田宗成;商澎【摘要】Osteoclast, which is multinucleated bone tissue cell, plays a significant role in the process of bone resorption. The dysfunction of bone resorption of osteoclast could result in a series of clinical diseases, such as osteoporosis, prosthesis loose after joint replacement, osteosclerosis and periodontal disease, etc. Further research on bone resorption function of osteoclast is essential for the prevention and cure of bone diseases. The detection method of bone resorption function of osteoclast is considered to be a limiting factor for the research on osteoclast. For this reason, this paper reviewed the detection methods of bone resorption function of osteoclast.%破骨细胞是一种多核的,具有骨吸收功能的骨组织细胞,在骨吸收过程中起着至关重要的作用.破骨细胞骨吸收功能的异常会引发一系列的临床病症,如骨质疏松症、关节置换术后假体松动、骨硬化症和牙周病变等.破骨细胞骨吸收功能的进一步研究对于各类骨疾病的防治具有重要的意义.然而破骨细胞骨吸收功能的检测方法一直以来是制约破骨细胞研究的瓶颈之一.为此,围绕破骨细胞骨吸收功能的检测方法做一综述.【期刊名称】《生物学杂志》【年(卷),期】2012(029)004【总页数】4页(P74-77)【关键词】破骨细胞;骨吸收;检测方法【作者】李鹏辉;田宗成;商澎【作者单位】西北工业大学生命学院,西北工业大学特殊环境生物物理学研究所空间生物实验模拟技术国防重点学科实验室,西安,710072;西北工业大学生命学院,西北工业大学特殊环境生物物理学研究所空间生物实验模拟技术国防重点学科实验室,西安,710072;西北工业大学生命学院,西北工业大学特殊环境生物物理学研究所空间生物实验模拟技术国防重点学科实验室,西安,710072【正文语种】中文【中图分类】R329.2一直以来，由老龄化、妇女绝经、过量服用糖皮质激素等多种因素导致的骨质疏松症，已经成为威胁人类健康的一大疾病；同时空间飞行引起的失重性骨丢失，也越来越多的受到骨研究工作者的关注。
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12 Ya manaka Y,Tanaka H,Koike M,et al.PTHrP rescues A TDC5cellsfro m apoptosi s induced by FGF receptor 3mutation.J Bone Miner Res,2003,18:1395 1403.13 Choi DY,Toledo Aral JJ,Lin HY,e t al.Fibroblas t growth factor receptor3induces gene expressi on primarily through Ras independent signal transduc tion pathways.J Bi ol Che m,2001,276:5116 5122.14 Murakami S,Balmes G,McKinney S ,et al.Cons ti tutive activation ofMEK1in chondrocytes causes Stat1 i ndependent achondroplasi a li ke dwarfi sm and rescues the Fgfr3 deficient mouse phenotype.Genes Dev,2004,18:290 305.15 Rozenblatt Rosen O,Mos onego Ornan E,Sadot E,et al.Induction ofchondrocyte growth arrest by FGF:transc riptional and cytos keletal al ter ations.J Cell Sci,2002,115:553 562.(收稿日期:2004 07 26)基金项目:天津市自然科学基金资助项目(033605911)作者单位:300052天津医科大学总医院内分泌科(晁爱军,樊继援);300192天津,中国医学科学院放射医学研究所生物室(杨福军)v 3整合素信号转导与破骨细胞研究进展晁爱军 杨福军综述 樊继援审校摘要 v 3整合素是破骨细胞膜上一种重要的蛋白,影响破骨细胞的运动及骨吸收能力。
v 3抗体、核因子 B 受体激活剂配体和巨噬细胞集落刺激因子可通过 v 3整合素调控破骨细胞的分化及功能。
v 3激活后,与富含脯氨酸的酪氨酸激酶2、酪氨酸蛋白家族(c Src)形成复合物,诱导信号蛋白Cb1磷酸化使细胞信号得以传递。
v 3的结构、 亚基重要位点的变异影响其信号的传递。
以 v 3及其信号转导途径为靶点开发的药物,在类风湿性疾病、某些肿瘤和骨质疏松的临床治疗上有一定应用前景。
关键词 破骨细胞; v 3整合素;细胞因子;信号转导整合素是破骨细胞上的一类跨膜蛋白,是由 、 两个亚单位组成的异源二聚体。
根据其 和 亚基的不同又分为多种类型,可介导细胞间及细胞与基质间的交互作用。
代表 v 3整合素的玻璃粘连蛋白受体(VnR)在许多组织广泛表达,但仅在破骨细胞上特异性的高表达,表明 v 3整合素对破骨细胞的功能有重要影响。
本文简要综述 v 3整合素信号转导及临床应用的研究进展。
1 v 3整合素的功能及其调控因素v 3的分子量约为150u,呈水晶状结构[1]。
v 3缺乏会导致破骨细胞功能障碍,出现骨吸收异常及骨硬化[2]。
骨吸收时,破骨细胞和骨基质紧密接触,破骨细胞皱褶缘上的跨膜蛋白,特别是整合素家族,与细胞外基质紧密附着,形成特定的封闭带(po dosome)结构。
该结构区域包括桩蛋白、富含脯氨酸的酪氨酸激酶2(Pyk2)和 v 3等细胞蛋白成分,阻断 v 3的信号分子如凝胶溶素可以影响podosome 的形成、细胞的运动和骨吸收[3]。
v 3可识别细胞外基质蛋白精氨酸 甘氨酸 天冬氨酸(RGD)结构。
含有RGD 结构的 v 3阻断性抗体,如锯鳞血抑肽(echistatin)在体外可影响破骨细胞的形成,诱导黏附的破骨细胞回缩和脱离;在体内echistatin 可导致骨硬化,但骨表面上的破骨细胞数量无明显减少,表明干扰 v 3整合素信号通路可影响破骨细胞骨吸收能力而不影响破骨细胞的分化及黏附功能。
体外破骨细胞迁移实验发现, v 3沿着破骨细胞肌动蛋白的前导缘分布,当存在echis tatin 时, v 3在黏附表面随机分布,提示 v 3抗体可通过影响 v 3的分布影响破骨细胞的功能。
核因子(NF) B 受体活化因子配体(RANKL)和巨噬细胞集落刺激因子(M CSF)是破骨细胞成熟的必需因子,均可通过 v 3影响破骨细胞的功能。
RANKL 可诱导破骨细胞高水平表达 v 3,并强化po dosome 在破骨细胞外周的分布。
M CSF 及其受体c Fms 结合,可提供早期破骨细胞前体生存和增殖所需要的信号。
M CSF 对破骨细胞功能的调节,至少有一部分是通过增加 v 3在膜表面的活性来实现的[4]。
有研究发现, 3基因缺乏纯合子( -/-3)小鼠的骨髓巨噬细胞(破骨细胞前体细胞)在体外标准破骨细胞培养条件下不能正常分化为破骨细胞。
增加RANKL 浓度对其没有任何影响,而通过c Fms Y697(第697位的酪氨酸)介导,增加M CSF 的浓度可以完全恢复这种小鼠破骨细胞前体细胞的分化缺陷,但不能改善破骨细胞的骨吸收缺陷[5]。
电子显微镜检查发现,经M C SF 代偿而形成的 -/-3破骨细胞,迁徙和多核化情况均正常,但在体内不能有正常的皱褶缘形成。
2 v 3整合素信号转导v 3是一个信号受体,能够诱导细胞内钙浓度变化、蛋白酪氨酸磷酸化及细胞骨架的重组,并受细胞外基质分子与整合素外部结构域交互作用的调节[6]。
v 3的外部结构域是一种可弯曲、曲膝状的水晶结构,只有伸展状态的整合素才具有活性[7],细胞调控分子可通过与 v 3的胞浆区成分相互作用,促进整合素配基结合部位的变形来控制整合素和配基的结合能力,并借此调节细胞内的一系列事件[8]。
整合素与其配基结合后产生的细胞内信号分子包括钙离子、Pyk2和磷脂酰肌醇 3(PI 3)激酶。
2.1 v 3整合素结构对信号转导的影响 体外实验中,含鸡整合素 亚基胞浆结构域C末端17个氨基酸的肽可通过与渗透素的偶联达到膜渗透的作用,这种肽可以与桩蛋白和Pyk2结合。
踝蛋白和黏着斑蛋白不与这种肽相结合,表明桩蛋白和Pyk2与整合素 3尾部C末端有直接的交互作用。
C末端区域752位丝氨酸 脯氨酸突变(S752P,可导致Glanzmann s血小板功能不全)、747位酪氨酸 苯丙氨酸突变(Y747F)和759位酪氨酸 苯丙氨酸突变(Y759F)可以使这种交互作用消失,可能这些变异干扰了细胞的伸展和锚定黏附[9]。
这些变异也可以阻断桩蛋白和Pyk2与整合素 3尾部的结合,但不影响其与整合素 1亚基的结合,提示桩蛋白与 1和 3尾部的结合条件不同。
蛋白激酶、Pyk2和整合素 3尾部的结合与Pyk2和桩蛋白的结合也不同。
结合到整合素 3链C端的桩蛋白和Pyk2的分子复合物可能代表了控制整合素依赖的细胞黏附调节因素的分子核心[10]。
2.2 Src家族在 v 3整合素信号转导中的作用 Src家族是一类蛋白酪氨酸激酶,在细胞生存环境中介导细胞表面各种受体信号的转导,具有调节细胞分化、迁移、变形和生存等功能。
c Src对于破骨细胞的功能至关重要,c Src缺乏小鼠可因破骨细胞功能障碍而出现骨硬化。
缺乏c Src可使破骨细胞功能异常但不影响其他组织细胞骨架,提示c Src可能是一个与 v 3相联系并被其激活的信号分子。
c Src 可以直接通过其SH3结构域与 3亚基胞浆尾部羟基末端的作用,选择性地与 3结合;也可与 2b 3血小板溶解产物或纯化的 2b 3特异结合,但不能与尾部序列变异的 3结合,故c Src与 3结合是选择性的。
含有 1A或 2的整合素不能与c Src产生作用,提示这种交互作用可能是 3整合素所特有的。
v 3整合素的簇集在体外可以激活c Src并诱导c Src活性步骤中Tyr 418的磷酸化,这一反应对于依赖于c Src底物Syk(一种酪氨酸激酶)磷酸化的黏附作用非常重要。
Src通过干涉SH2和SH3结构域交互作用而维持自身抑制状态。
在抑制结构中, SH3与SH2都可与催化调节结构的多聚脯氨酸结合,类似于Src SH3的配基可以抑制 3尾部与c Src 的结合,干扰分子内部的作用。
在含有 3胞浆尾部结构蛋白溶液中孵育的c Src的活性增强,这种反应可以被谷胱甘肽转移酶(GST) c Src所阻断。
而与截去 3尾部或随机序列 3尾部作用的c Src活性则无变化。
有证据表明,与 3结合的c Src可能是在静止或是非黏附状态被激活的[11]。
非黏附细胞中c Src与非簇集的 3尾部的定位可能在空间上限制了自动磷酸化,但促进了 3在整合素上的簇集。
静止细胞内分子的交互作用可使c Src变得更紧密而失活。
然而,一部分与 3整合素结合的c Src却未钳闭,因此不会导致c Src完全失活。
虽然S752P变异和Y747F/Y759F变异都可影响血小板功能,但c Src活性可受S752P变异的影响而不受Y747F/Y759F变异的影响。
S752P变异在破骨细胞中影响信号由外向内传递,因此影响配基诱发的c Src作用[9]。
在Src活化环节中,Src的自动磷酸化可抑制Src激酶活性,敲除c Src可明显改变podosome在破骨细胞上的最初分布,甚至影响锚定黏附样结构的形成,同时伴随层形足板、细胞迁移形成及运动能力的下降。
当 v 3与细胞外基质蛋白结合时,Src活化可减弱 v 3与细胞骨架之间的连接强度。
这些连接的调节对于细胞迁移力量的产生是非常必要的,提示Src可能是细胞黏附和迁移中调节整合素细胞骨架连接的重要分子。
2.3 c Cbl在 v 3整合素信号转导中的作用 v 3整合素信号转导涉及到信号蛋白Cbl的磷酸化过程。
有实验证明,Cbl磷酸化及其定位于破骨细胞外周骨架上是Src依赖性的。
Sanjay等[12]研究表明, v 3、Pyk2和Src一起形成一个复杂的结构,然后启动c Cbl,最终形成podosome。
在钙离子存在下, Src与 v 3的结合可诱发Pyk2的402位酪氨酸自动磷酸化,从而为SH2结构域及重募的Src产生一个结合位点,然后C bl被重募到这个复合物上,与Src 的SH3结构域结合,C bl也可与无活性的Src结合,但仅在Src被结合的Pyk2激活后才能被磷酸化[13]。
在缺乏有功能的 v 3时,Pyk2可能被其他因素激活,但不能形成Pyk2/Src/Cbl复合物,因此破骨细胞的骨吸收功能下降[14]。