ADAMTSL5與銀屑病

袁育林 楊霞芳

（南寧市廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院檢驗(yàn)科 廣西 南寧530021）

銀屑病是一種常見的慢性復(fù)發(fā)性炎癥性皮膚病。其發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜，包括遺傳、環(huán)境、免疫等多種因素參與其中。雖然基于廣泛的遺傳，免疫和藥理學(xué)證據(jù)，T細(xì)胞在銀屑病發(fā)病機(jī)制中的作用已被廣泛接受，但免疫系統(tǒng)在銀屑病中被觸發(fā)的機(jī)制仍然是一個迷。銀屑病易感基因座PSORS1上的HLA-C*06：02（6p21.33）是銀屑病主要風(fēng)險(xiǎn)等位基因。最近的研究顯示ADAMTS樣蛋白5（ADAMTSL5）作為Vα3S1/Vβ13S1TCR的HLA-C*06：02呈遞的黑素細(xì)胞自身抗原，可導(dǎo)致產(chǎn)生IL-17的T細(xì)胞的活化，從而引起銀屑病發(fā)病。本文將對這一新鑒定的銀屑病的自身抗原作簡要綜述。

1.ADAMTSL5的結(jié)構(gòu)與功能

1.1 ADAMTSL5結(jié)構(gòu)

含凝血酶敏感蛋白-1（TSP-1）基序的解聚蛋白樣金屬蛋白酶(a disintegrin-like and metalloproteinase with thrombospondin motifs，ADAMTS)超家族是一類整合于細(xì)胞外基質(zhì)或游離于血漿中的基質(zhì)金屬蛋白酶亞家族，包括19種不同的ADAMTS蛋白[1]和至少7種ADAMTS-like（ADAMTSL）蛋白（ADAMTSL1-6和papilin）[2-3]。ADAMTSL5是具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)域的分泌型蛋白質(zhì)，其包含N-末端TSR，富含半胱氨酸的模塊，間隔基模塊和C末端NTR模塊，其通過富含脯氨酸的片段連接到間隔區(qū)（見圖1）。人和小鼠ADAMTSL5中的TSR包含與其他ADAMTS蛋白相似的O-巖藻糖基化（Cys-Ser-Ser-Ser-Cys）和C-甘露糖基化（Trp-Thr-Pro-Trp-Val-Ser-Trp-Thr-Arg-Cys）的共有序列。人和小鼠ADAMTSL5氨基酸同一性為82%，總體相似度為88%。三個一致的N-連接的糖基化位點(diǎn)在人和小鼠ADAMTSL5中是完全保守的。ADAMTSL5NTR模塊含有幾個這個結(jié)構(gòu)域特有的保守的殘基，特別是6個半胱氨酸殘基和多個疏水性氨基酸[4]。

圖1 ADAMTSL5結(jié)構(gòu)圖

ADAMTSL5具有兩種新穎的結(jié)構(gòu)特征，即C端不存在TSR模塊和擁有NTR模塊。NTR模塊含有6個半胱氨酸，通常形成具有以下模式的二硫鍵：C1-C4，C2-C5，C3-C6以及保守的疏水性/堿性基序。這些殘基在ADAMTSL5NTR模塊中是保守的，有類似的結(jié)構(gòu)。除了這些保守結(jié)構(gòu)，NTR模塊之間的總體序列的同源性很弱（通常只有20%或更低），盡管它們具有相似的三級結(jié)構(gòu)。在導(dǎo)素（Netrins）、分泌型卷曲相關(guān)蛋白（SFRP）、補(bǔ)體因子C3，C4，C5、促膠原C-蛋白酶增強(qiáng)蛋白（PCOLCE）和金屬蛋白酶組織抑制劑（TIMPs）中均發(fā)現(xiàn)NTR模塊。Netrin-1在神經(jīng)發(fā)育過程中的軸突誘導(dǎo)中具有良好的記憶作用，而Netrin-4是基底膜的一個組成部分，據(jù)報(bào)道可以調(diào)節(jié)神經(jīng)元向外生長和淋巴管生成[5，6]。SFRPs通過與Wnt-配體結(jié)合而抑制Wnt信號傳導(dǎo)。而PCOLCEs能夠增強(qiáng)I型膠原蛋白酶BMP-1的活性。值得注意的是，這些功能不是由Netrins，SFRPs和PCOLCEs中的NTR模塊直接調(diào)節(jié)的，這被假定為輔助/輔助域[7]。這也表明ADAMTSL5中NTR-模塊的存在與netrin/DCC信號傳導(dǎo)功能不相關(guān)。ADAMTSL5和TIMP-1NTR模塊之間的同源性太弱，以至于通過BLAST搜索檢測不到。TIMP-1的NTR模塊位于其N端，它起金屬蛋白酶抑制劑的作用，其N-末端半胱氨酸對此功能至關(guān)重要。ADAMTSL5NTR位于C端并且還不知道裂解的NTR-模塊是否攜帶N-端半胱氨酸。HannahL[4]等沒有觀察到ADAMTSL5對ADAMTS5處理多功能蛋白聚糖（一種ADAMTS5底物）存在抑制作用。ADAMTSL5類似于在條件培養(yǎng)基和細(xì)胞外基質(zhì)中發(fā)現(xiàn)的其他ADAMTS蛋白，其定位可能至少部分源自ADAMTSL5NTR-模塊的肝素結(jié)合特性。他們觀察到的C-末端加工可能通過分離肝素與NTR模塊的結(jié)合從而改變ADAMTSL5定位。

1.2 ADAMTSL5功能

ADAMTSL5結(jié)合重組原纖維蛋白-1和原纖維蛋白-2，并與培養(yǎng)的成纖維細(xì)胞裝配的原纖維蛋白微原纖維共定位。Hannah L.等[4]調(diào)查了ADAMTSL5與代表原纖蛋白-1和原纖蛋白-2的N-和C-末端重組多肽的結(jié)合。通過使用抗myc磁珠親和分離myc標(biāo)記的ADAMTSL5，分離出了原纖蛋白-1的N端而不是C端片段。在不存在ADAMTSL5的情況下，原纖蛋白-1片段都不結(jié)合磁珠，這表明共分離是由ADAMTSL5與原纖蛋白-1結(jié)合。相反，原纖蛋白-2的N端和C端都能與ADAMTSL5結(jié)合；然而，N-末端的結(jié)合似乎比C-末端的結(jié)合強(qiáng)得多。利用體外微原纖維生物合成獲得了與原纖維結(jié)合的其他證據(jù)。高密度培養(yǎng)fBNL細(xì)胞（含原纖維蛋白-1和原纖維蛋白-2的雜聚體裝配體的原纖維蛋白微原纖維）數(shù)天后被消化。當(dāng)在ADAMTSL5存在下，ADAMTSL5與微原纖維中的原纖維蛋白-1共定位，表明染色的結(jié)構(gòu)是細(xì)胞外的并且對應(yīng)于在ECM中含原纖維蛋白-1的微原纖維。用空載體轉(zhuǎn)染的HEK293F細(xì)胞（即不表達(dá)ADAMTSL5的對照）與fBNL細(xì)胞培養(yǎng)時，用抗ADAMTSL5抗體沒有觀察到信號?？傊?，這些發(fā)現(xiàn)與ADAMTSL5與原纖蛋白-1和原纖維蛋白-2以及它們的大分子組裝，即原纖維微原纖維的特異性結(jié)合一致。然而，ADAMTSL5與纖連蛋白相互作用的親和性共分離試驗(yàn)不支持其與纖連蛋白的直接結(jié)合，類似于ADAMTSL5-原纖蛋白相互作用。事實(shí)上，ADAMTSL5是顯示與原纖蛋白-2相互作用的ADAMTS超家族的第一個成員。微纖維不僅是作為結(jié)構(gòu)實(shí)體，而且作為細(xì)胞外基質(zhì)中生長因子調(diào)節(jié)的關(guān)鍵機(jī)制。因此，ADAMTSL5與原纖維的結(jié)合在這些情況下可能是重要的。

2.ADAMTSL5與銀屑病發(fā)病機(jī)制

尋常型銀屑病是一種常見的T細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥性皮膚病，有可疑的自身免疫性發(fā)病機(jī)制。人類白細(xì)胞抗原（HLA）I類等位基因（HLA-C*06：02）是主要的銀屑病風(fēng)險(xiǎn)等位基因。Arakawa等[8]發(fā)現(xiàn)從HLA-C*06：02陽性牛皮癬患者的表皮CD8+ T細(xì)胞克隆組成的Vα3S1/Vβ13S1T細(xì)胞受體（TCR）特異性識別HLA-C*06：02陽性黑素細(xì)胞。通過肽文庫篩選，他們鑒定了ADA MTSL5作為HLA-C*06：02呈遞的Vα3S1/Vβ13S1TCR的黑素細(xì)胞自身抗原。此外，ADAMTSL5刺激僅在來自銀屑病患者的CD8+T細(xì)胞中誘導(dǎo)銀屑病簽名細(xì)胞因子IL-17A，支持銀屑病自身抗原的作用。

Arakawa[8]等研究表明皮膚黑素細(xì)胞可以蛋白水解加工由黑素細(xì)胞天然表達(dá)的ADAMTSL5。該過程最終導(dǎo)致形成具有序列“VRSRRCLRL”的九肽，其能夠與HLA-I類分子HLA-C*0602和來源于銀屑病皮膚病變的致病性CD8 + T細(xì)胞上的特定T細(xì)胞受體（TCR）形成三元復(fù)合物。與免疫球蛋白基因相似，TCR基因通過恒定（C），可變（V），多樣性（D）和連接（J）區(qū)域的體細(xì)胞重組而有助于免疫應(yīng)答中的抗原特異性。他們鑒定的TCR特異性異二聚體包含TCR a（Va3S1）和b鏈（Vb13S1），之后又設(shè)計(jì)了在能夠產(chǎn)生熒光讀數(shù)的雜交瘤細(xì)胞中該特異性異源二聚體TCR表達(dá)，并通過多種策略顯示其能與VRSRRCLRL反應(yīng)。在Prinz的研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，wei[9]等人評估了6例進(jìn)行性銀屑病患者外周血單個核細(xì)胞（PBMCs）中的T細(xì)胞對VRSRRCLRL的應(yīng)答反應(yīng)，并研究了該肽與HLA-C*0602的相互作用。試驗(yàn)證明VRSRRCLRL肽的第2，7和9位的氨基酸殘基“埋藏”在HLA-C*0602（分別為精氨酸，亮氨酸和亮氨酸）的抗原結(jié)合槽中，而其他殘基呈現(xiàn)出很大的帶正電的表面，高度暴露于TCR。HLA-C*0602等位基因被當(dāng)做一個整體時比在肽結(jié)合槽中的任何單個氨基酸的變化更好解釋了遺傳關(guān)聯(lián)，這是從銀屑病中HLA相關(guān)性研究中出現(xiàn)的一個獨(dú)特特征。其他疾病，如艾滋病毒和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎情況并非如此，其中HLA肽結(jié)合槽中特定氨基酸位置的作用似乎主宰任何“經(jīng)典”HLA等位基因的作用。Wei等的結(jié)構(gòu)研究提供了這種區(qū)別的可能解釋，即VRSRRCLRL肽的某些特定殘基提供與HLA-C*0602肽結(jié)合槽的安全和特異性結(jié)合，而其他的殘基提供與疾病有關(guān)的TCR相互作用的穩(wěn)定表面。盡管VRSRRCLRL肽提供了與HLA分子之間結(jié)合關(guān)鍵的一端，TCR提供另一端，但這些肽必須由完整的蛋白質(zhì)產(chǎn)生。Arakawa[8]實(shí)驗(yàn)室的研究提供了關(guān)鍵的見解，即含有該肽的ADAMTSL5蛋白可以被黑素細(xì)胞處理以產(chǎn)生免疫反應(yīng)性VRSRRCLRL肽。他們指出，這一發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要，因?yàn)镠LA I類分子呈遞細(xì)胞內(nèi)蛋白產(chǎn)生的抗原，因此免疫應(yīng)答應(yīng)針對產(chǎn)生細(xì)胞。CD8 + T細(xì)胞與MART-1 +的黑素細(xì)胞在銀屑病病變中的相互作用證實(shí)了這一觀察結(jié)果，盡管這種相互作用不是以細(xì)胞毒性的方式。

雖然Arakawa實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)除了黑素細(xì)胞（即角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞）以外的細(xì)胞類型在HLA-C*0602的情況下可以遞呈外源性添加肽VRSRRCLRL，但是他們注意到角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞不能內(nèi)源激活Va3S1/Vb13S1 TCR，即使他們轉(zhuǎn)染了HLA-C*0602。這個有趣的觀察留下了角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞是否表達(dá)ADAMTSL5的問題。使用來自兔子，山羊和雞的三種不同的市售多克隆抗體染色正常和銀屑病皮膚，Bonifacio等人[10]最近報(bào)道了除黑素細(xì)胞外，在損傷性角質(zhì)形成細(xì)胞，樹突細(xì)胞和T細(xì)胞中ADAMTSL5反應(yīng)性增加。然而，在僅使用雞抗體的相同實(shí)驗(yàn)室的隨后報(bào)道中，表達(dá)主要局限于樹突細(xì)胞，巨噬細(xì)胞和真皮中的一些T細(xì)胞。Li等[11]通過轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)ADAMTSL5 mRNA在無限增殖的角質(zhì)形成細(xì)胞中以低但可檢測的水平表達(dá)，但在正常和銀屑病皮膚中分別為0.1%和0.06%。使用不同的“對照基因”，Prinz等報(bào)道ADAMTSL5 mRNA在黑素細(xì)胞和黑素瘤細(xì)胞中的表達(dá)水平高于銀屑病皮膚[8]?？傊?，這些發(fā)現(xiàn)提示角質(zhì)形成細(xì)胞不是ADAMTSL5的主要來源。無論如何，ADAMTSL5是一種分泌蛋白，因此可以由一種細(xì)胞類型產(chǎn)生，并由另一種細(xì)胞如抗原呈遞細(xì)胞和T細(xì)胞攝取[12]。

3.ADAMTSL5與銀屑病的治療

Nonomura[13]等分析了在納武單抗（Nivolumab）治療期間發(fā)生或惡化尋常性尋常型銀屑病的三例黑素瘤患者中黑素瘤組織中ADAMTSL-5的表達(dá)。Nivolumab誘導(dǎo)的特發(fā)性尋常型銀屑病患者黑色素瘤組織中ADAMTSL5表達(dá)上調(diào)。在注射Nivolumab的黑色素瘤患者中，在黑素瘤組織中觀察到ADAMTSL5的表達(dá)和CD3+細(xì)胞的浸潤，CD3+細(xì)胞位于ADAMTSL5陽性細(xì)胞附近。作為對照患者，他們檢查了接受nivolumab治療的黑色素瘤患者，但沒有發(fā)展銀屑病，也沒有發(fā)現(xiàn)ADAMTSL5和CD3在黑素瘤組織中的共定位。通過調(diào)查患者的HLA基因型，但是患者表現(xiàn)出不同的基因型，并且都沒有與HLA-C*06：02對應(yīng)。他們的研究表明ADAMTSL5在黑素瘤病變中的表達(dá)可能是預(yù)測銀屑病為Nivolumab給藥的不良作用的生物標(biāo)志物。

4.展望

ADAMTSL5是Tsutsui[3]等人在本世紀(jì)早期發(fā)現(xiàn)的新蛋白質(zhì)，能與原纖蛋白-1和原纖維蛋白2同時結(jié)合并促進(jìn)原纖維形成。雖然其生理功能定義不明確，但特別感興趣的是其在銀屑病中作為自身抗原的作用。當(dāng)其被HLA-C*06：02提呈時，可以成為銀屑病中產(chǎn)生IL-17的CD8+T細(xì)胞的活化抗原。對ADAMTSL5的深入研究為闡明銀屑病發(fā)病機(jī)制及靶向治療帶來了新希望。

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