Annexin A5在相關(guān)疾病中作用機(jī)制的研究進(jìn)展

高丕堯，高 楓，甘嘉亮

(廣西醫(yī)科大學(xué) 第一附屬醫(yī)院 結(jié)直腸肛門外科， 廣西 南寧 530021)

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短篇綜述

Annexin A5在相關(guān)疾病中作用機(jī)制的研究進(jìn)展

高丕堯，高 楓，甘嘉亮*

(廣西醫(yī)科大學(xué) 第一附屬醫(yī)院 結(jié)直腸肛門外科， 廣西 南寧 530021)

Annexin A5(膜聯(lián)蛋白A5)是Ca2+依賴的磷脂結(jié)合蛋白家族的一名成員，它存在于組織細(xì)胞中，因?yàn)槠渚哂械莫?dú)特結(jié)構(gòu)而參加多種細(xì)胞內(nèi)、外的抗凝，促凋亡等重要功能。并且Annexin A5與系統(tǒng)性紅斑狼瘡、腫瘤等多種疾病的發(fā)病機(jī)制有著一定關(guān)聯(lián)性。

膜聯(lián)蛋白A5；疾?。粰C(jī)制

膜聯(lián)蛋白 A5是由319個(gè)氨基酸多肽單鏈構(gòu)成的鈣磷脂結(jié)合蛋白，它所具有的功能主要來(lái)源于Annexin A5的特殊結(jié)構(gòu)。第一次對(duì)Annexin A5作為抗凝功能的描述是在1985年,所以也稱之為抗凝蛋白。在近些年的研究中，隨著Annexin A5研究的深入熱化,Annexin A5的功能除了抗凝，還參與炎性反應(yīng)、凋亡等多方面過程，此外也逐漸將Annexin A5作為疾病診斷的研究轉(zhuǎn)移到了對(duì)疾病的治療領(lǐng)域研究方面。

1 Annexin A5的結(jié)構(gòu)

Annexin A5參與細(xì)胞內(nèi)、外的重要功能的能力主要是其酸性磷脂參與作用。Annexin A5的酸性磷脂位于一個(gè)由4個(gè)相同區(qū)域構(gòu)成的高度保守核心內(nèi)，其中的蛋白核心都被折疊成5α螺旋后反轉(zhuǎn)纏繞成右手超螺旋。并且這4個(gè)區(qū)域被包裝成盤狀結(jié)構(gòu)的微凸面，正是Ca2+與磷脂循環(huán)黏合的所在位置。其反面則是一凹面，主要由各區(qū)域伴隨著N氨基末端延伸形成C螺旋并以匯集區(qū)域Ⅰ和區(qū)域Ⅳ來(lái)關(guān)閉結(jié)構(gòu)，此端稱之為C端。相對(duì)的一端為N氨基末端，與其他Ca2+依賴的磷脂結(jié)合蛋白比較是由較少的殘基排列而成，也正因?yàn)榘被崤帕械捻樞蚣伴L(zhǎng)度各不相同，從而形成了他們各自的特點(diǎn)[1]。

2 Annexin A5與相關(guān)疾病

2.1 Annexin A5與產(chǎn)科疾病

血栓形成傾向是反復(fù)流產(chǎn)的重要原因之一，在懷孕時(shí)的血流動(dòng)力學(xué)的平衡是通過磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine,PS)的占有率以及與其黏合而激發(fā)串聯(lián)式的凝固因子決定的[2]。Annexin A5作為唯一一個(gè)可以形成二維晶體黏合在PS表面的Ca2+依賴的磷脂結(jié)合蛋白，其能夠在細(xì)胞膜上形成側(cè)向聚集物以激發(fā)Annexin A5在胎盤絨毛上的防御功能，從而發(fā)揮它的抗凝功能[3]。因?yàn)樘汉团咛ネ饨M織的Annexin A5是由父母?jìng)鬟f，如若自身抗體黏合Annexin A5破壞了Annexin A5的防御系統(tǒng)[4]，M2單元型在Annexin A5的核心啟動(dòng)子構(gòu)成4個(gè)連續(xù)核苷酸替代物降低胎盤中的Annexin A5表達(dá)量[5]，都會(huì)引起流產(chǎn)的發(fā)生。

另外, Annexin A5在孕婦驚厥前大量減少，與蛋白尿、水腫、血凝等現(xiàn)象成反比，推測(cè)可能是因?yàn)锳nnexin A5的降低導(dǎo)致絨毛間隙中串聯(lián)凝結(jié)物的活化和凝血素的產(chǎn)生，從而增加了胎盤血管抵制、組織缺氧和胎盤損傷[6]。但進(jìn)一步的原理仍未闡明。

2.2 Annexin A5與骨科疾病

Annexin A5因?yàn)槠鋵?duì)PS的高親和性，被濃縮在分化型肥大軟骨細(xì)胞基質(zhì)小泡的膜內(nèi), 調(diào)整Ca2+流入基質(zhì)小泡以促進(jìn)羥基磷灰石結(jié)晶形成和最終的軟骨礦物化[7]。同時(shí),Annexin A5可自我匯集成二維平面以維持軟骨細(xì)胞分化的細(xì)胞完整性。另外，將消亡的肥大細(xì)胞與免疫系統(tǒng)密切作用于軟骨與骨的的連接處，Annexin A5的暴露可調(diào)整生長(zhǎng)面的免疫反應(yīng)以防護(hù)軟骨細(xì)胞分泌自身抗原的損害，以防止骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生[8]。

2.3 Annexin A5與免疫疾病

PS的暴露是作為凝結(jié)過程和凋亡的信號(hào)，細(xì)胞外的Annexin A5識(shí)別信號(hào)并黏合在PS上形成一道抗凝結(jié)屏障以封閉磷脂依賴凝結(jié)物對(duì)于陰離子磷脂的可用性，防止狼瘡相關(guān)血栓的形成[9]。但Annexin A5是磷脂輔助因子，會(huì)被誤認(rèn)形成磷脂蛋白復(fù)合物，從而成為抗磷脂抗體攻擊的目標(biāo)[9]。另外，抗磷脂抗體黏合β2糖蛋白Ⅰ(β2GPⅠ)對(duì)磷脂有更高的親和力，因此能夠與Annexin A5競(jìng)爭(zhēng)黏合磷脂，從而減少它抗凝的作用的能力[10]。但相反的見解，認(rèn)為Annexin A5與血栓沒有明顯相關(guān)性，它們有各自的獨(dú)立系統(tǒng)[9]。而且Annexin A5在細(xì)胞外作為Ca2+占有者，其延長(zhǎng)血漿凝血酶的時(shí)間是源于降低了可用的Ca2+，但這可能不會(huì)顯示這種轉(zhuǎn)變的實(shí)際終止凝過程，而形成人為的瑕疵，并且不同人種之中，Annexin A5與血栓存在著不同的相關(guān)性[11]。

對(duì)于免疫性疾病的炎性反應(yīng)，Annexin A5作為C1q的配體，共同作為食菌細(xì)胞的受體。當(dāng)此受體缺失時(shí)，降低了清除效率,從而導(dǎo)致凋亡細(xì)胞在被適當(dāng)清除前喪失了它的細(xì)胞完整性而引起炎性反應(yīng)[12]。并且Annexin A5與革蘭陰性菌的外膜表達(dá)物脂多糖(LPS)有高親和性的黏合，同黏合PS性質(zhì)相似，從而能減少LPS的內(nèi)毒素反應(yīng)以減輕免疫炎性反應(yīng)[13]。相反觀點(diǎn)，因?yàn)榫奘杉?xì)胞產(chǎn)生乳脂球表皮生長(zhǎng)因子8(milk fat globule-EGF-factor 8，MFG-E- 8)可像PS一樣識(shí)別氨基磷脂以黏合凋亡細(xì)胞，Annexin A5可優(yōu)先黏合凋亡細(xì)胞的PS減少巨噬細(xì)胞對(duì)凋亡細(xì)胞的攝取[14]。所以當(dāng)?shù)蛲黾?xì)胞沒有很快被清除時(shí)，他們將改變膜的成份，轉(zhuǎn)變?yōu)榇渭?jí)壞死細(xì)胞，從而失去膜的完整性，引發(fā)炎性免疫反應(yīng)。

2.4 Annexin A5與心血管疾病

Annexin A5可抑制溶血磷脂膽堿(lysophosphatidylcholine，LPC)的促炎性反應(yīng)作用，減少氧化的低密度脂蛋白(low density lipoprotein，LDL)的上升和白細(xì)胞的黏合，并通過直接作用于巨噬細(xì)胞，降低其對(duì)低密度脂蛋白膽固醇的攝取而減少泡沫細(xì)胞形成，以維持血管斑塊穩(wěn)定性和防止血栓形成[15]。并且Annexin A5可通過黏合受損段的活化細(xì)胞的PS阻礙內(nèi)皮微粒的釋放、血小板和白細(xì)胞的黏合，影響了系統(tǒng)炎性反應(yīng)的水平和細(xì)胞因子循環(huán)以及降低了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力所致的未折疊蛋白反應(yīng)，提高了局部和系統(tǒng)的血管內(nèi)皮抗炎功能[16]。另外，Annexin A5能反應(yīng)出系統(tǒng)和肺下心室功能以及心臟重塑的過程，但發(fā)生機(jī)制還不明了[17]。

2.5 Annexin A5與腫瘤

Annexin A5在不同的腫瘤中有截然相反的作用機(jī)制，促進(jìn)腫瘤惡化的證據(jù)顯示： Annexin A5上調(diào)能激活多藥耐藥相關(guān)蛋白(multidrug resistance-associated protein，MRP)促進(jìn)胃癌的耐藥性[18]，并且Annexin A5與結(jié)腸癌、乳腺癌等癌癥的腫瘤分期正相關(guān)[19- 20]。抑制腫瘤的證據(jù)顯示：Annxin A5直接抑制PKC的表達(dá)，同時(shí)減少Shc與Grb2的作用，并且還能降低波形蛋白(Vimentin,Vim)的表達(dá)，以減少其與肌動(dòng)蛋白1(actin gamma 1，ACTG1)的反應(yīng)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡[21]。同時(shí)Annexin A5黏合PS能促使T細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤免疫反應(yīng)和無(wú)瘤生存率的提高[22]。有趣的是，Annexin A5在同一器官腫瘤中的表現(xiàn)也有著相反的表現(xiàn)，即Annexin A5促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡[23]，但同時(shí)又在結(jié)腸癌晚期癌組織高表達(dá)[19]。這可能是Annexin A5參與炎性致癌作用，即Annexin A5介導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡而促使免疫反應(yīng)發(fā)生，造成低致瘤、低轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞在接觸早期炎性細(xì)胞后轉(zhuǎn)換成高致瘤、轉(zhuǎn)移性的腫瘤細(xì)胞[24]。但具體機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

2.6 Annexin A5與神經(jīng)系統(tǒng)疾病

淀粉樣蛋白β縮氨酸(amyloid β peptide，Aβ)是淀粉樣蛋白的前體蛋白分解的產(chǎn)物，累積在阿爾茨海默病的患者大腦中(Alzheimer’s disease，AD)。Aβ可損壞膜的Ca2+泵和通過電壓依賴通道以及離子谷氨酸鹽受體增加Ca2+內(nèi)流，擾亂神經(jīng)細(xì)胞的Ca2+平衡，引起神經(jīng)細(xì)胞死亡。而Annexin A5作為Ca2+依賴蛋白，通過Aβ42方式被增強(qiáng)，被作為AD的潛在標(biāo)志物[25]。

3 展望

隨著對(duì)于Annexin A5研究程度的深入，Annexin A5與諸多疾病的相關(guān)機(jī)制也慢慢被驗(yàn)證闡明。雖然很多機(jī)制的理論還不完善，有些實(shí)驗(yàn)證明的結(jié)果甚至是互相沖突的，但在很大程度上可以看出Annexin A5與多種疾病是密切相關(guān)的。但其相關(guān)機(jī)制的進(jìn)一步的完善及確認(rèn)還需后續(xù)的大量研究來(lái)驗(yàn)證填充。

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新聞點(diǎn)擊

英國(guó)將推行帶有3個(gè)父母基因的生育新技術(shù)

據(jù)英國(guó)《BBC新聞》(BBC NEWS)2013-06- 28報(bào)道，按照政府計(jì)劃，英國(guó)將成為全世界第一個(gè)降生攜帶3個(gè)人基因的嬰兒的國(guó)家。

英國(guó)政府今年晚些時(shí)候?qū)⒐加嘘P(guān)“3人IVF”技術(shù)(three-person IVF)的實(shí)際操作和管理程序的詳細(xì)提案。全世界第一個(gè)擁有“3個(gè)父母”的小寶寶最快會(huì)于2015年在英國(guó)誕生。

所謂“3人IVF”技術(shù)，其主要目的是避免“線粒體”基因(mitochondrial DNA)缺陷造成的遺傳疾病。線粒體是細(xì)胞的一部分，為人體的細(xì)胞提供能量。大約每200個(gè)嬰兒中就有一個(gè)人的線粒體有缺陷，其中大部分人不會(huì)出現(xiàn)癥狀。但是，線粒體缺陷可以導(dǎo)致人體細(xì)胞缺乏能量。在某些情況下，患者可能出現(xiàn)肌肉無(wú)力、失明、心臟病，甚至導(dǎo)致死亡。

線粒體的一個(gè)重要特點(diǎn)是只能由母親的卵子遺傳，父親的精子不會(huì)產(chǎn)生線粒體遺傳作用。3人基因技術(shù)將母親提供的卵子中有缺陷的DNA剔除，替換上另一名健康女性捐獻(xiàn)的卵子DNA，然后和父親提供的精子合成胚胎。通過3人IVF生出來(lái)的嬰兒的大部分基因來(lái)自父母，但也攜帶少量第三者基因。

爭(zhēng)議之處在于，這項(xiàng)技術(shù)不但將第三者基因傳給新生兒，而且這個(gè)孩子長(zhǎng)大以后還會(huì)再傳給未來(lái)的下一代。這一技術(shù)影響極為深遠(yuǎn)，甚至有可能觸及人類進(jìn)化路徑，因?yàn)檫@實(shí)際上是干預(yù)了人類基因的遺傳過程，而轉(zhuǎn)基因的后果將世世代代傳下去。

Progress in the mechanism of annexin A5 in the related diseases

GAO Pi-yao,GAO Feng,GAN Jia-liang*

(Dept. of Colorectal and Anal Surgery，the First Affiliated Hospital，Guangxi Medical University，Nanning 530021，China)

Annexin A5 is a member of Ca2+-dependent phospholipid binding proteins family. It exists in histocytes. And because of its unique structure, Annexin A5 plays an important role in many critical functions such as cell inside/outside anticoagulation and pro-apoptosis. Moreover, Annexin A5 has certain relevance with many diseases such as systemic lupus erythematosus,tumour and other diseases.

annexin A5; disease; mechanism

2014- 04- 11

2014- 05- 27

國(guó)家自然科學(xué)基金(81260335)；廣西高?？茖W(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(2013ZD015)；廣西自然科學(xué)基金(2013GXNSFAA019153)

1001-6325(2015)01-0104-04

R73

A

*通信作者(corresponding author)：gjl259@126.com