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首页合作平台在线期刊中华实用医药杂志2004年第4卷第11期综述

白三烯受体的胞内信号传导通路

来源:INTERNET
摘要:白三烯(LT)是参与炎症反应和过敏性疾病的主要脂质介质,除了它强有力的生物活性,关于它的受体和胞内信号传导通路知之甚少,本文就近年对白三烯受体胞内信号传导通路的研究,综述如下。1白三烯的合成及受体白三烯是对各种生物信号(包括致敏组织抗原激发)的反应产物,是经过5-脂氧化酶(5-LO)途径从花生四烯酸衍生而......

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白三烯(LT)是参与炎症反应和过敏性疾病的主要脂质介质,除了它强有力的生物活性,关于它的受体和胞内信号传导通路知之甚少,本文就近年对白三烯受体胞内信号传导通路的研究,综述如下。

1 白三烯的合成及受体

白三烯是对各种生物信号(包括致敏组织抗原激发)的反应产物,是经过5-脂氧化酶(5-LO)途径从花生四烯酸衍生而来的脂质介质。LT在细胞受到刺激后迅速合成,而不是长期储存于细胞之中。当细胞受到刺激被激活后,细胞膜中的磷脂酶A 2 (PLA 2 )裂解膜磷脂为花生四烯酸(AA);AA在5-LO作用下生成LTA 4 ;LTA 4 很不稳定,经LTA 4 水解酶水解为LTB 4 ;或在LTC 4 合成酶作用下与谷胱甘肽结合形成LTC 4 ;LTC 4γ-谷氨酰转肽酶趋化,脱去一分子谷氨酸形成LTD 4 ;后者在脱肽酶作用下,进一步代谢为半胱氨酸衍生物LTE 4,随尿液排出。

LT是一种强效的炎前介质,在体内、外实验中引起的反应均似哮喘的病理生理特征,如半胱氨酰白三烯CysLT(LTC 4 、LTD 4 、LTE 4 )通过受体CysLT 1 、CysLT 2 可收缩气道平滑肌、增加微血管通透性、刺激粘液分泌、降低粘膜纤毛清除功能、募集嗜酸性粒细胞到气道等。LTB 4 通过其受体BLT刺激嗜中性粒细胞趋化活性,提高嗜中性粒细胞与内皮细胞的相互作用,刺激嗜中性粒细胞的激活,导致脱颗粒和介质、酶、超氧化物的释放。

2 受体信号传导通路:G蛋白信号通路

关于LT的信号传导机制尚不完全明了,然而许多研究结果表明受体与G蛋白耦联,一般来讲,作用于G蛋白耦联受体(GPCR)的兴奋剂活化异源三聚体的G蛋白,后者与胞内一系列的反应有关。但是,不依赖G蛋白的GPCR的效应子也存在 [1] 。G蛋白属于一个庞大的三聚体同源蛋白家族,由αβγ3种亚基组成。均有不同的基因编码,常特异性表达于不同细胞。G蛋白的α亚基上有一个GTP(三磷酸鸟苷)结合位点并具有GTP酶活性,可使GTP水解为GDP(二磷酸鸟苷)。βγ亚基以非共价形式紧密结合形成复合体,蛋白锚定在细胞膜内侧,为G蛋白功能的调节、G蛋白与受体结合及GDP-GTP交换所必需的成分。G蛋白耦联的信号传导通路是由G蛋白、G蛋白耦联体和效应系统共同组成的信号传导单位。各种G蛋白受体跨膜区段的结构及信号传递均相似,一般G蛋白受体分子量为40~45KD,由一条单链形成7个α螺旋的跨膜结构,反复7次穿越细胞膜,其中C末端和第5、6跨膜区螺旋为G蛋白结合部位。第3肽环与C端有数个丝氨酸和苏氨酸残基,可能是磷酸化位点。静止细胞的G蛋白与GDP结合。在配体—受体活化后,活化信号作用于相邻的G蛋白使GDP变为GTP,G α -G βγ -亚单位即刺激胸内各种分子系统活化产生效应,如活化PLC β (磷脂酶C β )引发IP 3 (三磷酸肌醇)及DAG(二酰基甘油)并开启磷脂酰肌醇通路,或通过PTK(蛋白酪氨酸激酶)、PLCγ(磷脂酶Cγ)及G蛋白依赖PTK介导的PLCγ活化通路提供活化第二信号。此外,G蛋白的活化可导致胞内钙离子浓度上升,以及大量膜离子通道的改变。

可通过细胞预处理上调或脱敏作用下调配体活化G蛋白引起的胞内效应,两种类型的脱敏作用已被证实,一种是通过G蛋白耦联受体激酶对兴奋性耦联受体的磷酸化作用,另一种快速脱敏作用(既无应答)是通过第二信使活化激酶(蛋白激酶A,蛋白激酶C)或抑制磷脂酶C而达到磷酸化作用,它们可被不同受体或信号传导过程激活。一般情况下,第2种脱敏作用不需要兴奋性受体的参与。BLT和CysLT 1 、CysLT 2 的信号传导通路各有其特点,分述如下。

2.1 BLT的胞内信号传导 关于外周血白细胞尤其中性粒细胞BLT受体活化后胞内信号传导机制的研究已完成,研究者利用表达有BLT受体的CHO细胞 [2] (中国仓鼠卵巢细胞),或用异源三聚体GTP耦联蛋白完成重组研究 [3]

2.1.1 LTB 4 诱导中性粒细胞化学趋化性的信号传导 BLT的胞内信号传导通路有赖于表达不同细胞上的G蛋白。例如,粒细胞大多数LTB 4 相关的信号似由Gi类G蛋白介导,(粒细胞表达丰富的G ai 蛋白,主要是G ai2 ),而在神经系统主要表达G ai1 和G aio [4] 。用COS-7细胞(美洲绿猴肾成纤维细胞)进行联合转染证实BLT 1 与各种G α 亚单位耦联,BLT 1 介导的PLC活化是由G αi 产生的G αi6 和G βγ 亚单位介导的。在几种类型细胞,经百日咳毒素(PTX)预处理可抑制LTB 4 通过Gi蛋白的信号传导。但是,LTB 4 诱导CHO-BLT 1 细胞的钙动员不受PTX的影响,表明受体耦合的是Gq类分子,而LTB 4 诱导的化学趋化性和对腺苷环化酶的抑制作用完全是PTX敏感性的 [5]

BLT 2 也通过Gi类G蛋白介导依赖LTB 4 的化学趋化性 [6,7] 。最近,WOO [8] 证实在RaC-2细胞,LTB 4 通过活化BLT 2 受体兴奋Rac胞外信号调节激酶的级联反应,产生氧化物介导化学趋化。CHO、HeLa(宫颈癌上皮细胞)和COS-7细胞表达有异源性的BLT 2 ,其活化后诱导对腺苷环化酶的抑制作用以及钙离子的上升。但是,活化BLT 2 对钙动员效能较活化BLT 1 受体作用弱 [8]

2.1.2 LTB 4 活化嗜酸性粒细胞的信号传导 LTB 4 是参与嗜酸性白细胞浸润及其活化重要的分子信号。Jennifer [9] 研究了IL-5、LTB 4 和豆蔻酸-佛波酸-乙酸酯(PMA:蛋白激酶C的激活剂)调节嗜酸性粒细胞NADPH氧化酶的机制,发现某些刺激物是通过膜Zn 2+ 敏感质子通道发挥活化作用,Zn 2+ 作用于嗜酸性粒细胞后可阻滞超氧化物的生成,证实超氧化物的生成必须由LTB 4 激活胞膜质子通道。另外他们还发现PKC δ 制剂可抑制由PMA、IL-5、LTB 4 介导的超氧化物的形成,但PKC δ 选择性抑制剂rottlerin不能抑制由PMA激活的质子通道,表明他们调节氧化酶和质子通道的信号传导有各自确定的磷酸化位点。IL-5、LTB 4 刺激超氧化物的生成可被PI-3激酶抑制剂所阻滞,这表明PI激酶的激活是它们受体信号传导的上游过程。这些结果显示嗜酸性粒细胞G-蛋白耦联LPB 4 受体和IL-5受体的信号传导机制中都有PI-3激酶和PKC δ 共同参与,从而调节NADPH氧化酶活性产生超氧化物及释放活性颗粒等气道上皮损伤物质。图1显示IL-5、LTB 4 和PMA调节嗜酸性粒细胞超氧化物生成的信号路径。

2.1.3 BLT受体的脱敏机制 LTB 4 的兴奋作用可被ZK158252所抑制。为了了解BLT受体脱敏的机制,Gauˉdrae [10] 等进行研究发现BLT 1 受体的胞膜端与脱敏调节密 图1 IL-5、LTB 4 和PMA调节嗜酸性粒细胞NADPH氧化酶的机制切相关,即其胞膜末端的苏氨酸在GPCR特异性激酶的磷酸化作用中与这种现象有关。

2.2 CysLT的信号传导 大多数关于CysLT受体的研究仅是关于LTD 4 活化CysLTZ受体。没有更多的信息关于CysLT 1 受体活化时G蛋白的反应和钙离子的动员。

LTD 4 在呼吸道内与其特异性受体结合,受体与G蛋白偶联,激活PLC,分解PIP 2 生成IP 3 及DAG,IP 3 引起胞内钙动员,DAG激活PKC,开放Ca 2+ 通道,协同增加细胞内Ca 2+ 浓度,引起炎性细胞释放性介质及支气管平滑肌收缩。同时,LTD 4 通过PLC途径,尚能增加PLA 2 激动因子的转录,激活PLA 2 ,分解膜磷脂,释放AA,产生更多的LTs和PG,形成一个正相环路,维持呼

作者: 黄丽萍 方凤 2005-8-1
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