人类防御素的研究进展与临床应用(文献综述)
人_防御素_3的研究进展
中国图书分类号Q511文献标识码A文章编号1004-5503（2008）11-1023-03【综述】人β防御素-3的研究进展王远亮赵长虹【摘要】人防御素是一类人体内源性抗微生物阳离子短肽，富含精氨酸，以其广谱高效的抗菌活性和独特的作用机制，成为人体天然免疫体系的重要组成部分。
在人防御素家族中，人β防御素-3（HBD-3）具有较强的抗菌活性和更广的抗菌谱，对盐浓度相对不敏感，对宿主细胞毒性低，这些特点使其成为当前研究的热点。
本文就其结构特征、生物学功能及其在抗感染方面的应用前景等方面的研究进展作一概述。
【关键词】抗菌肽；人β防御素-3；结构；生物学活性抗菌肽（Antimicrobial peptides，AMPs）是一类内源性抗微生物肽，广泛分布于植物、脊椎动物、非脊椎动物以及昆虫体内，目前已经分离鉴定出的抗菌肽超过800种［1］。
抗菌肽具有强有力的抵抗外界微生物入侵的活性，因而被认为是机体天然免疫机制的重要组成部分。
人防御素属于抗菌肽家族，是相对分子质量4000～5000的阳离子短肽，含6个保守的半胱氨酸残基，形成3个典型的分子内二硫键［2］。
根据半胱氨酸残基的间距以及二硫键的拓扑连接方式不同，人防御素可分为3类：α，β和θ防御素［3，4］。
其中，θ防御素是通过反向高效液相层析（RP-HPLC）法从猕猴白细胞中分离出来的一种环状防御素，称之为猕猴θ防御素（RTD21）［5］。
尽管在人类基因组中，已经发现至少6种基因编码θ防御素，然而基因中早熟的终止密码子异常终止了翻译和后来的肽的形成［6～8］。
迄今为止，已经发现和鉴定的人α防御素主要有6种（HNP-1～4、HD-5、HD-6），人β防御素主要有4种（HBD-1～4）。
人β防御素-3（Human beta-defensin-3，HBD-3）最早是在银屑病患者皮损组织提取物中发现的［9］，几乎同时，采用基因组的搜索比对方法（BLAST），也发现并克隆了HBD-3基因［10］。
人防御素分子生物学研究进展及其应用
・综述与专论・生物技术通报Ｂ１０ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＢＵＬＬＥＴＩＮ２００９年第１２期人防御素分子生物学研究进展及其应用高金湖唐存多邬敏辰（江南大学医药学院，无锡２１４１２２）摘要：人防御素（ｈｕｍａｎｄｅｆｅｎｓｉｎｓ）是一类内源性阳离子抗微生物肤，在天然免疫防御中起重要作用，也能增强继承性免疫应答。
它具有强烈的广谱抗微生物活性，并且不易对微生物产生耐药性。
对人防御素的分子生物学特性方面的研究进展作一综述，重点在于比较和探讨其结构的异同，并对其应用和发展的前景进行展望。
关键词：人防御素抗茵肽分子生物学特性ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎｔｈｅＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＨｕｍａｎＤｅｆｅｎｓｉｎｓＧａｏＪｉｎｈｕＴａｎｇＣｕｎｄｕｏＷｕＭｉｎｃｈｅｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｄｗｉｗａｎｄＰｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓ，ＪｉａｎｇｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ２１４１２２）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｕｍａｎｄｅｆｅｎｓｉｎｓａ８ａｆａｍｉｌｙｏｆｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓｃａｔｉｏｎｉｃａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｅｐｔｉｄｅｓ，ｐｌａｙａｌｌｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｂｏｔｈｉｎｉｎｎａｔｅａｎｄａ・ｄａｐｔｉｖｅｄｅｆｅｎｓｅｓｙｓｔｅｍｓ．Ｔｈｅｙｅｘｈｉｂｉｔａｂｒｏａｄｒａｎｇｅｏｆｉｎｔｅｎｓｉｖｅａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌａｃｔｉｖｉｔｉｅｓａｎｄｄｏｎｏｔｂｅａｒｄｒｕｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｇａｉｎｓｔｍｉｃｒｏｏｒ－ｇａｎｉｓｍｅａｓｉｌｙ．Ａｎｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｔｈｅｍｏｌｌｅｅｕｌａｒｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｕｍａｎｄｅｆｅｎｓｉｎｓｗｉｔｈｓｏｍｅｅｍｐｈａｓｉｓｏｎｃｏｍｐａｒｉｎｇａｎｄｄｉｓｃｕｓ—ｓｉｎｇｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｔｈｅｉｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｐｒｏｓｐｅｃｔｓｆｏｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｕｍａｎｄｅｆｅｎｓｉｎｓｗｅｒｅａｌｓｏｄｉ－ｃｕｓｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＨｕｍａｎｄｅｆｅｎｓｉｎｓＡｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｅｐｔｉｄｅｓＭｏｌｌｅｃｕｌａｒｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ人防御素是一类内源性阳离子抗微生物肽，富含精氨酸，并含有二硫键连接、位置保守的半胱氨酸残基…。
人防御素的抗病毒活性及机制
人防御素的抗病毒活性及机制朱颜鑫(综述);江滟(审校)【摘要】防御素属于阳离子抗菌肽家族，具有广泛的抗微生物活性、细胞毒性和免疫趋化作用，在先天免疫系统中起着重要作用。
近些年，随着防御素抗病毒的研究更加深入，越来越多的证据表明防御素不仅能直接灭活病毒和阻止病毒吸附、穿入及细胞内信号转导抑制病毒复制，还可以间接通过介导免疫反应发挥抗病毒作用。
这种天然的抗菌肽具有抗包膜病毒和无包膜病毒的活性。
%Defensins belong to the cationic antimicrobial peptide family and have extensive antimicrobial activity,cell toxicity and immune chemotaxis,playing an important role in the innate immune system.In recent years,with the deepening of the study on antiviral defense,more and more evidence showed that defensins not only can directly inactivate virus and prevent virus adsorption,penetration and intracellular sig-nal transduction and inhibit virus replication,they also play an indirect antiviral role by mediating immune response.The natural antibacterial peptides have the antibacterial activity against both enveloped and non-enveloped viruses.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2016(022)006【总页数】4页(P1066-1069)【关键词】防御素;病毒感染;抗菌肽;抗病毒活性【作者】朱颜鑫(综述);江滟(审校)【作者单位】贵阳医学院微生物学教研室，贵阳 550001;贵阳医学院微生物学教研室，贵阳 550001【正文语种】中文【中图分类】R373病毒是个体最小、结构简单、严格胞内寄生，以复制进行增殖的一类非细胞型微生物。
人β-防御素-2在肺部炎性疾病的研究进展
ＤＯＩ：１０．３７６０／ｃｍａ．ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—４３６Ｘ．２００９．０９．０１５ 作者单位：１０００５０首都医科大学附属北京友谊医院呼吸内科 通信作者：刘松，Ｅｍａｉｌ；ｌｉｕｓｏｎｇｙｙ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ．ｃａ
万方数据
基因含２个外显子，其中外显子１编码５’端未翻译 区、信号肽和前导肽区；外显子２编码部分前导肽， 成熟肽和３’端未翻译区。原始多肽由基因转录翻 译后，经酶切产生成熟肽。ｈＢＤ－２各种生物学活性 都由成熟肽完成。成熟肽由４１个氨基酸组成，分子 内含三对二硫键，连接方式为１－５、２—４和３－６。ｈＢＤ２ 三级结构为三条反向平行的Ｊ３片层，并通过二硫键 稳定此结构∞ｑ］。防御素基因表达方式有两种：固定 表达和诱导表达。ｈＢＤ－２主要为诱导表达，在生理 情况下，浓度较低，测量较为困难。当感染和炎症 时，病原微生物及细菌胞壁脂多糖（ＬＰＳ）【５３和炎性 细胞因子如白介素ｌ（ＩＬ—１）、肿瘤坏死因子等可明 显诱导或增强ｈＢＤ－２表达水平，ｈＢＤ－２ ｍＲＮＡ在呼 吸道、肺部、皮肤表达水平最高。近年来对于Ｇ致 病菌ＬＰＳ作为外源性炎症刺激信号在细胞内的转 导通路已有较为清楚的认识。ＬＰＳ通过和ｌ，ＰＳ受 体（ＬＢＰ）结合，结合ＬＢＰ后传递给细胞膜上ＣＤｌ４ 并与Ｔｏｌｌ受体蛋白结合是触发细胞内级联信号转 导反应的第一步。人类主要通过Ｔｏｌｌ样受体４胞浆 区段和蛋白ＭＹＤ８８相互结合，再次激活核因子ＫＢ （ＮＦ—ｘＢ）诱导激酶以及Ｑ，肛ＩＫＢ激酶，终至ＩｘＢ被磷
［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ Ｉｎｎａｔｅ ｉｍｍｕｎｉｔｙ；Ｈｕｍａｎ ｂｅｔａ—ｄｅｆｅｎｉｎ一２；Ｌｕｎｇ ｄｉｓｅａｓｅｓ
自然界的多细胞生物为了抵御外界有害微生物 的入侵，逐渐进化发展并形成一套完整有效的免疫 系统，即天然免疫和获得性免疫。防御素是先天免 疫的重要组成部分，这些防御素不仅具有抗感染作 用，还在介导获得性免疫、调节机体免疫炎症和创伤 修复等过程中具有一定作用。人类防御素主要包括 ａ、８、０防御素，其中皮肤、呼吸道、胃肠道等上皮细 胞分泌的人０一防御素（ｈｕｍａｎ ｐ－ｄｅｆｅｎｓｉｎ。ｈＢＤ）是近 来引起广泛研究兴趣的一组阳离子抗微生物肽。在 人体中，目前ｈＢＤ主要是ｈＢＤｌ一ｈＢＤ６０－ｚ］。ｈＢＤ－２ 是第一个被发现的可诱导性ｈ－ＢＤ。目前关于ｈＢ肛２ 基因特性和分子结构、表达调控、生物学活性等已有 较为深入的研究，本文在介绍上述研究成果的基础 上，重点对ｈＢＤ－２和肺部疾病关系的研究进展作一 综述。 ｌ ｈＢＤ－２基因结构与表达调控
人β-防御素进展论文
达，在胃窦中也有较高表达，而在甲状腺、肺、肾、子宫 和中 性 伤真核细胞，如肿瘤细胞和人的中性粒细胞。在体外，防御素
毒、抗肿瘤活性及免疫学活性。本文将对 β- 防御素的研究进 L[13]。HBD 的杀菌活性还与环境因素有关，如 pH、离子强度等，
展进行综述。
特别是在高盐浓度下，其活性大大降低，而 pH 对其影响 相 对
1 β- 防御素的概述
较 小 。实 验 已 证 明 了 高 浓 度 的 氯 化 物 可 以 加 速 某 些 白 细 胞 ( 如
β- 防御素家族包括 6 个成员，HBD-1-6[2]。β- 防御素主要表 量（LD50）为 0.46 μmol/ml，最小 抑 菌浓 度（MIC）为 15 μg/ml，
达于哺乳动物皮肤和粘膜上皮细胞，是机体抵御外界生物侵 而作者单位：对绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌的 MIC 为 62 μg/ml
袭和参与天然免疫应答的重要成员，具有很强的抗菌、抗病 [12]。体外实验证明大多数防御素的 MIC 范围为 0.5 ~ 10 μmol/
信号肽、原片段和成熟肽 3 个部分。HBD-1 由 36 个氨基酸组 抗真菌及病毒活性。有研究认为 HBD 可通过与病毒颗粒的直
成，约 7.0kb，其第一外显子编码信号肽和原片段，第二外显子 接作用调节 CXCR4 受体，从而阻断病毒的复制使靶细胞免于
编码成熟肽。该基因序列中没有 NF -κB 和 AP -1 的 作 用元 感染 。 [15]
食道、口腔粘膜、气管和胎盘中亦有表达，可被 TNF-a、IL-lβ、 值的哺乳动物细胞都有杀伤作用。但防御素裂解杀灭肿瘤细
葡萄球菌、铜绿霉素等诱导表达[6,7]。与 HBD-1 表达方式不同， 胞的活性要比对非肿瘤细胞的作用大(2-50)倍[16]。防御素的细
β-防御素2研究进展
β-防御素2研究进展发表时间：2016-01-08T09:45:35.403Z 来源：《中华医学杂志》2015年11月44期作者：姜敏敏 雷撼(通讯作者) [导读] 防御素是一类小分子抗菌肽，对各种致病微生物具有很强的杀伤活性。
[摘要]防御素是一类小分子抗菌肽，对各种致病微生物具有很强的杀伤活性。
人β防御素-2(hBD-2)是被发现的第一个受炎症及细胞因子刺激后可诱导表达的人类防御素，在皮肤、粘膜尤其是气道粘膜的防御中具有重要作用。
本文扼要综述β防御素-2的分子结构、基因表达调控、生物学效应以及与皮肤疾病和肺部疾病的关系。
[关键词] 防御素人β防御素-2 诱导表达抗菌活性DOI:10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2015.44.024作者单位：姜敏敏，徐晓雯，韩志青，徐锦，200090，上海，同济大学附属杨浦医院；雷撼，200120，上海，同济大学附属东方医院。
Current Development of Human β-defensin-2Jiang Minmin，Lei Han ，Xu Xiaowen，Han Zhiqing，Xu JinAbstract: Defensins are a type of small molecular anti-bacterial peptides with broad spectrum of activity. Human β-defensin-2 (hBD-2) represents the first human defensin that could be produced following stimulation of epithelial cells by contacting with inflammatory factors or cytokines. It plays an important role in protecting the epithelium and lung mucosa. This review summarizes current knowledge of HBD-2 about its molecular structure, gene expression and regulation, biosynthesis and the regulation in human lung diseases。
防卫素在免疫系统中的作用研究
防卫素在免疫系统中的作用研究防御素在免疫系统中的作用研究随着人类对免疫系统的认识不断深入，防御素（Defensin）作为一种重要的抗菌肽，在免疫系统中的作用受到了广泛关注。
该类物质起源于真核生物和原核生物，可以杀死病原菌、病毒、真菌等病原微生物，同时还具有调控免疫反应、细胞增殖等生物学活动的多重作用。
本文将从防御素的种类、机制、研究进展几个方面入手，探讨防御素在免疫系统中的作用。
一、防御素的分类目前发现的防御素主要分为三类：α、β和θ防御素。
其中，α防御素是最早发现的一类，主要存在于动物和植物组织中；β和θ防御素则存在于真菌和细菌中。
不同种类的防御素具有一定的物理化学性质及其生物学活性，同时在结构上也存在明显区别。
例如，α防御素分子主要由3-4个内源性二硫键构成，中部区域为一个折叠的β片层结构；而β防御素则由两个三元环形结构组成，其折叠构型与α防御素有所不同。
θ防御素则由一组蛋白质链组成，具有类似黏液素和脂肪酸合成酶的特点。
二、防御素的机制防御素作为一种重要的抗菌剂，在杀菌的过程中具有多种机制。
其中，最常见的机制是通过破坏细菌细胞膜、使其内部物质溢出而达到杀菌的目的。
另外，防御素还可以直接与靶菌体表面的蛋白质相互作用，导致细胞结构紊乱，病原菌的形态和功能发生变化，使它们失去存活的能力。
此外，防御素还可以促进免疫细胞的吞噬和消化，增强巨噬细胞等免疫细胞的杀菌能力，并刺激机体内的其他免疫细胞，促进炎症反应和体内免疫系统的反应。
此外，防御素还参与了细胞凋亡等多种生物学过程，对机体的生理和病理状态有着重要影响。
三、防御素的研究进展防御素作为一类重要的生物活性物质，其在免疫学、生物学、医学等多个领域的研究备受关注。
在研究防御素的作用和机制方面，目前主要以以下几个方面为主。
1. 防御素与抗菌肽生物合成酶的研究：防御素的生物活性及其杀菌机制，与其基因的表达和抗菌肽生物合成酶密切相关。
因此，研究防御素的生物合成途径和抗菌肽生物合成酶的作用机制，对深刻了解防御素的抗菌机理和抗菌能力有着极其重要的意义。
_防御素的生物学活性及应用前景
文章编号:1003—2843(2005)ZK—0074—04β-防御素的生物学活性及应用前景刘海燕,岳华3,杨发龙(西南民族大学生命科学与技术学院,四川成都610041)摘 要:β-防御素是近年来发现的一类具有广谱抗微生物活性的阳离子小肽,在天然性免疫和获得性免疫中发挥着重要的作用.本文对β-防御素生物学活性及应用研究进展进行了综述.关键词:β-防御素;生物学活性中图分类号:S852.4 文献标识码:A 人与动物之所以对病原微生物具有抵抗力是因为机体具有内在防御系统.当病原体侵袭机体时,生物机体自身会产生一系列的拮抗物质,以阻止病原微生物传播和进一步入侵,β-防御素就是其中重要的一类拮抗物质.β-防御素是具有广谱抗微生物活性的内源性抗菌肽.1990年D ia mond等[1]在牛的呼吸道粘膜中发现的称为气道抗菌肽(tracheal anti m icr obial pep tide,T AP)的多肽,后来将其同其它具有同类性质的抗菌肽一起归为β-防御素.1995年Bensch等[2]在血液透析病人血浆中首次分离获得人的β-防御素1(humanβdefensin hβD1). 1997年德国Harder J等[3]首先从牛皮癣病人皮肤中分离并纯化得到人的β-防御素2(humanβdefensin hβD2).最近又发现很多新的β-防御素,如大鼠β-防御素2(rβD-2)[4],骆驼β-防御素-1(caβD-1)[5],粤黄鸡β-防御素(G AL-2)[6]等.这类分子一般由36～45个氨基酸残基组成,分子量约为4.0～5.0K D,富含半胱氨酸和精氨酸,不含糖,带阳离子电荷,广泛存在于皮肤和黏膜等上皮组织.由于β-防御素具有独特的分子特征和广谱抗微生物活性,已受到广泛重视,本文主要介绍β-防御素的生物学活性及应用的研究进展.1 β-防御素的生物学活性体外实验表明,β-防御素具有抗菌[3]、抗病毒[7]的作用,对于某些恶性肿瘤细胞具有细胞毒性[8],此外,β-防御素还有免疫调节和激素调节[9]等作用.1.1 抗菌活性β-防御素对革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌都具有较强的杀灭作用.人β-防御素3(hu manβdefensin hβD3)对金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌等G+致病菌,G—的绿脓杆菌、大肠杆菌和放线菌[11]等具有较强的杀伤作用;企鹅的β-防御素(Spheniscins-2,Sphe-2)、鸡和火鸡的β-防御素(Gallicin-1,Gal-1)和(Gallicin-2, Gal-2)对大肠杆菌、沙门氏菌等也具有很强的杀伤力[13].不同防御素的杀菌效率不同,人β-防御素4 (hu manβdefensin hβD4)能杀灭G+细菌,如葡萄球菌,G-细菌如大肠杆菌,且活性比其它已知的人β-防御素强6倍[12];人β-防御素2(humanβdefensin hβD2)杀灭大肠杆菌的能力是hβD1的10倍[10].1.2 抗病毒作用美国研究者[7](2003)用H I V-1感染人类单层上皮细胞培养时发现,hβD2和hβD3的分泌增加了80倍,证明人类上皮细胞中hβD2和hβD3可抑制H I V-1的复制.1.3 细胞毒性防御素对正常的和恶性的哺乳动物细胞都表现了非特异的细胞毒作用,这些都可能与肿瘤免疫有关[8].在急收稿日期:2005-09-27作者简介:刘海燕(1979-),女,西南民族大学生命科学与技术学院预防兽医学硕士研究生.3通讯作者:yhua900@性炎症部位,中性粒细胞释放细胞毒性防御素,损伤周围的组织细胞,即防御素的毒活性作用是非肿瘤细胞特异的.而且,这种非特异性杀伤作用呈剂量、时间依赖性[14].但组织中的血浆蛋白接触到防御素后,可以中和防御素的细胞毒性作用.这与防御素遇到清蛋白或血清时,其抗病毒活性大大减弱的情形有些相似[15].1.4 免疫活性β-防御素不仅可以直接抵抗病原微生物的感染,而且还可以启动获得性免疫系统[16]提高机体抵抗微生物感染的获得性免疫水平.当β-防御素在高浓度时对病原微生物才具有直接杀伤的作用,而低浓度的时就只有趋化活性[12].N iyonsabaF[17]等发现人的β-防御素2(hβD2)能诱导柱状细胞的活化和脱粒,导致组胺和前列腺素D2(PG D2)的释放,这种趋化作用是利用肥大细胞的高亲和力受体,而不是利用趋化因子受体CCR,在这过程中G蛋白-磷脂酶C信号转导途径参与了hβD2诱导肥大细胞的活化.T细胞和树突状细胞是参与机体获得性免疫反应的重要细胞成分,β-防御素是通过趋化因子受体CCR6对不成熟树突细胞和记忆T细胞优先表达,同时还与该受体的配体竞争(M I P-3α),激活细胞免疫和体液免疫,从而提高机体抵抗微生物感染的获得性免疫水平. Perez Canadillas等[18]采用NMR方法观察到β-防御素和趋化因子受体CCR6的配体M I P-3α(macr ophage in2 flammat ory p r otein3α)的三级结构相似,均具有3个β片层和一个α螺旋结构,Yang等[16]的研究证实了防御素可以有效的与M I P-3α竞争结合CCR6.Becker等对LPS诱导hβD2表达,启动机体固有免疫的信号途径进行研究,发现LPS需要一种CD14依赖途径启动人支气管上皮(HT BE)细胞合成和分泌hβD2,并最终激活NF-B.最近杨卫华[19]也证明了NF-B参与小鼠β-防御素3基因在肝脏中表达的转录调节.β-防御素还能够作为T oll 样受体4(t oll like recep t or4,T LR4)的内源性配体与之结合,产生一系列的下游效应.研究观察到[20,21]:β-防御素2作为T LR4的内源性配体,在I L1相关蛋白激酶(I RAK)和肿瘤坏死因子受体相关因子6(TRAF6)等信号传导分子的协同作用下,与T LR4结合后触发一个信号级联反应,导致NF-B激活并迁移到细胞核内,激活细胞因子基因转录(如I L、I L6和I L8),介导协同刺激分子(如B7家族成员)的表达上调和i D C(i m mature dendrtic cell,i D C)的成熟,进而活化T细胞,触发强有力的特异性免疫应答.上述研究提示β-防御素在对病原体的免疫防御、甚至可能在对自身抗原或肿瘤抗原的免疫监视中发挥着重要的作用.2 β-防御素的作用机理2.1β-防御素抗菌作用机理β-防御素具有抗菌活性和细胞毒性不是因为其半胱氨酸数量,而是因为其带正电荷的氨基酸残基和疏水基团的作用[22].β-防御素带的正电荷,能够与带负电荷的细菌表面结合,结合后其分子中的疏水区可插入到细菌的胞膜,破坏其膜的屏障作用,进一步形成电压依赖的离子参透性膜通道,使膜具有通透性.在细胞膜上多个β-防御素分子聚集形成孔隙或通道,使得正常情况下处于胞外的离子、多肽等流入胞内,而胞内重要的盐类、大分子等则泄漏到胞外,最终导致不可逆性的菌体死亡.2.2 β-防御素抗病毒作用机理β-防御素抗病毒作用是通过与病毒外壳蛋白结合而导致病毒失去生物活性.对A I D S的研究提示β-防御素可能通过与病毒颗粒的直接作用、调节CXCR4受体,从而阻断病毒的复制来保护靶细胞免受感染[1,23,24].3 β-防御素的应用由于β-防御素强大的抑菌功能、独特的作用机制,特别是抗感染活性,其医用价值已引起研究者的关注,对某些感染性疾病的治疗进行了探索.3.1 治疗肺部感染Yang等[16]在1999年研究hβD2在治疗肺部疾病时有一定的作用,而hβD1则常规下起着防御作用.人肺泡巨噬细胞不表达α和β防御素,而在其他物种有表达,且能抵抗结核分支杆菌的感染.使用转基因方法把hβD2的基因转导入原始巨噬细胞,可检测到hβD2基因表达,且能有效地杀灭结核分支杆菌.这一研究对耐药性肺结核的治疗有着重要的意义[12].武庆平等[25]观察机械通气大鼠铜绿假单胞菌肺部感染前后肺组织β防御素2 (BD2)基因和蛋白质表达的变化,得出BD2基因和蛋白质表达上调水平的下降可能与肺部的感染的发生和发展有关.这些研究表明β-防御素对于治疗肺部感染有广阔的应用前景.3.2 治疗胃肠疾病Thouzeau等[13]对企鹅的β-防御素(Spheniscins-2,Sphe-2)研究表明其具有广谱的抗菌活性,对肠道杆菌如大肠杆菌、鼠伤沙门氏菌等具有很强的活性.这一研究表明Sphe-2可以抑制企鹅胃内容物有害菌的生长,从而减少胃肠疾病的发生.幽门螺旋杆菌是胃炎、消化性溃疡及胃癌的致病菌.研究表明[12],幽门螺旋杆菌使胃上皮细胞表达hβD-2mRNA增加.同样,另外一项研究发现,正常的人结肠和小肠上皮细胞表达hβD1,而hBD2呈低水平表达;当细菌入侵肠上皮发生炎性改变时,hβD2水平升高.由此可见,β-防御素与胃肠疾病也存在一系列的关系.3.3 治疗其它疾病王成硕等[26]研究了鼻黏膜上皮细胞中hβD1和hβD2分别通过固有性表达和诱导性表达,结果表明β-防御素在鼻黏膜天然免疫中发挥重要作用.黄蓬亮等[27]得到的重组人β防御素3对金黄色葡萄球菌有抑菌活性.王成硕等[28]检测人β防御素(hβD)1,2mRNA在慢性扁桃体炎组织和正常对照组织中的表达,得出扁桃体表达的hβD在天然免疫中发挥着重要作用.这些研究表明β-防御素给治疗鼻炎、扁桃体炎及一些感染性疾病带来了希望.4 结束语β-防御素是抵御病原微生物侵袭的第一道防线,在联系天然免疫和获得性免疫中发挥着重要的作用.传统的抗生素是通过干扰核酸合成、结合于核糖体、阻止细胞壁合成和干扰叶酸代谢杀伤病原微生物,很容易因目的微生物产生抗性突变而失效;而β-防御素则是通过破坏病菌的生物膜结构或病毒外壳蛋白而达到杀灭病原微生物的目的,且微生物难以对其产生抗性突变,与目前使用的抗菌药物相比,具有安全、高效、无残留、无耐药性的特点,具有巨大的市场前景,是当前研究的热点.但是目前仍然存在一些问题,比如建立的高效表达系统不能持续稳定表达出具有生物活性的β-防御素[29],其抗菌机理也不是很清楚[30],有待于进一步深入研究.参考文献:[1] 石卓.β防御素在机体免疫应答中的作用[J].国外兽医学(免疫学分册),2004,7(5):256-259.[2] Bensch K W,Raida M,et al.h BD-1:a novel beta-defensin fr om hu man p las ma[J].1995,368(2):331-5.[3] Harder J,BartelsE,Christ ophers J M,et al.A pep tide antibi otic fr om hu man skin[J].Nature,1997,387(6636):861.[4] 陈新年,黄宁,吴琦,等.大鼠β-防御素r BD-2的分子克隆及其在皮肤组织的诱导表达[J].华西医大学报,2000,31(4):441-444.[5] 杨银凤,唐博.β-防御素ca BDa1mRNA在骆驼组织器官中的表达[J].中国兽医科技,2004,34(11):3-6.[6] 张辉华,张辉华,曹永长,等.鸡β-防御素(Gal-2)c DNA的克隆与序列分析[J].中国预防兽医学报,2004,26(3):185-187.[7] 研究人员发现口腔内抵御艾滋病毒的机制.htt p://,2003.[8] M izukawa N,Sugiyamak,Ya ma chika E,etal l[J].a m ticancer.Res,1999,9(4):2969～2971.[9] Perez-Canadillal J M,Zaball os A,GutierrezJ,et.NMR s oluti on tructure-true of 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Hua3,YANG Fa2long(College of L ife Science and Technol ogy,South west University f or Nati onalites,Chengdu610041,P.R.C.)Abstract:β-defensin is a novel cati onic anti m icr obial pep tides,which has br oad-s pectrum anti m icr obialactivities.It p lays an i m portant r ole in innate i m munity and adap tive i m munity.B i ol ogical Activity and app li2 cati on f oregr oundβ-defensin was expatiated in this article.Key W ords:β-defensin;bi ol ogical activity。
人防御素与疾病关系的相关研究
防御素具有抗菌谱广，抗菌活性高及免疫原性较低，能够克服细菌的耐药性，降低抗生素的不良反应，避免发生免疫反应和抗肿瘤细胞的优点，是人体内重要的天然免疫物质。
目前，人类中已经鉴定出了6种α-防御素和6种β-防御素。
研究发现其与一些疾病的关系密切，本文就人防御素与相关疾病关系作一综述。
1呼吸系统疾病何丽蓉等[1]研究发现社区获得性肺炎组外周血中HBD-2浓度高于对照组，支气管扩张合并感染(急性期)和慢性阻塞性肺疾病急性加重组外周血中HBD-2与对照组比较差异无统计学意义。
推测外周血中HBD-2可以在一定程度上反映肺部感染性疾病的急性局部炎症状态，可以作为急性气道炎症的标记物。
在肺囊性纤维化（cystic fibrosis，CF）患者的支气管肺泡灌洗液中能检测到HBD-l和HBD-2，HBD-2随着肺功能的恶化而下降[2]。
推测防御素活性的改变可能是CF患者容易感染的原因之一。
特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis，IPF)患者血浆α-防御素水平明显升高，并且随着病情的恶化和缓解升高或降低。
考虑其细胞毒性，α-防御素在IPF的发病机制中可能起重要作用[3]。
急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)患者血浆，支气管肺泡灌洗液中α-防御素水平高于对照组。
外周中性粒细胞α-防御素含量高于对照组，ARDS患者中性粒细胞在IL-8刺激下释放的α-防御素多于对照组，血浆中α-防御素前体也高于对照组。
Hu等[4]发现中国汉族人群中编码HBD-1的基因HDEFBl668c/G多态性与慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)易感性有关。
Kisich 等使用体外转基因方法将HBD-2基因转导人原始巨噬细胞，可检测到HBD-2基因表达，且能有效地杀灭结核杆菌，这一研究对肺结核治疗有重要意义。
人β防御素3研究进展
人β防御素3研究进展作者：葛宏飞林玲徐慧芳冯莉梨来源：《健康必读·下旬刊》2012年第10期【中图分类号】R574 【文献标识码】A 【文章编号】1672-3783（2012）10-0469-01防御素是生物体内产生的一类具有强烈抗菌作用的多肽类物质，因具有独特的抗菌机制和广谱抗菌、抗病毒活性而日益受到人们的关注。
人体主要以α-防御素、β-防御素两种为主，目前已经识别和分离出6种α-防御素和6种β-防御素。
其中β防御素主要来源于皮肤、呼吸道等上皮组织，2000年，Harder等1从银屑病皮损组织中发现HBD-3，它可以有效抵御革兰阳性和阴性菌，并采用金黄色葡萄球菌亲和柱进行了分离纯化，从蛋白水平上首次发现了HBD-3。
同时，Jia等2采用基因组搜索比对的方法也发现了HBD-3基因。
人β-防御素3 由于在抗菌谱和盐离子敏感度等方面表现出了与其它几种人β防御素不同的特性和优越性，而被认为具有独特的研究和开发价值。
1. HBD-3的分子生物学特征1.1 蛋白结构 HBD-3是一个包含45个氨基酸残基的阳离子短肽，相对分子质量为5 150，与其他防御素相似，均含有6个保守的半胱氨酸，通过Cys1-Cys5、Cys2-Cys4、Cys3-Cys6方式连接，形成3个分子内二硫键3。
对HBD-3二级结构的研究表明，氨基末端6个残基后面是由第10～14位的氨基酸残基组成的小的α螺旋结构，再后面是3个反向平行的β折叠片结构4。
1.2 基因定位HBD-3基因定位于人的第8号染色体的p22～23区域内，位于HBD-2基因上游13 kb处，具有相同的转录方向。
基因全长204 bp，包括2个外显子和1个内含子。
2. 组织分布及基因表达HBD-3主要由上皮细胞和内皮细胞产生，主要在人的角化细胞和气道上皮细胞内表达。
HBD-3除组成性的基础表达外还可被诱导表达。
HBD-3在正常状态下甚少表达，可被许多物质上调，如IL-1β、TNF-α、细菌、真菌、病毒、脂多糖等1，5。