・232・
阻断上皮细胞的正常极化并经PI3K活化途径促进
细胞的迁移和侵入。但目前有关Rho GTPase与肿
瘤发生关系的研究尚不十分深入,也不清楚Rho
GTPase及其活性调节蛋白与癌蛋白、抑癌蛋白结
构与功能上的相关性,Rho GTPase调节下游信号
通路的关键控制位点及其与细胞增殖、分化和细胞
凋亡或细胞恶性变之间的关系。
参 考 文 献
1 EIlls S £a1.Curr Bio1.2000;10:1387
2 Delaguillaumie A et a1.J Cell Sci,2002;115(Pt2)
433 ・
3 Lim L et a1.Eur J Biochem,1996;242:171
4 AIlan WE et a1.J Cel1 Bio1.1998;141:l147
5 GOtO H et a1.Microsc Ras Tech,2000;49(2):173
6 GOtO H et a1.J Biol Chem.1998;273(19):11728
国外医学分子生物学分册2002年第24鲞箜 塑
Liu BP f a1.CeIl Adhes Commun.1998;5(4):249
ROUX P et a1.Curr Biol,1997;7:629
Neudauer CL et a1.Curr Biol,1 998;8:1151
Foster R et a1.Cell Bio1.1996;16:2689
Guasch RM et a1.MOl CeIl Bio1.1 998;18:476l
Nobes CD et a1.J CeIl Bio1.1998;14l:187
Ian P Whitehead et a1.Oncogene,2001;20(13):1 547
Koz ̄sa T et a1.Life Sci,2001;68(19—2O):2309
Fukuhara S et a1.Oncogene,2001;20:l 66l
Chikumi H et a1.J Biol Chem,2002.17:
Obaishi H et a1.J Biol Chem,1 998;273:18697
Takahashi K et a1.Oncogene,1998;16:3279
Cammarano MS et a1.J Biol Chem,2001;276(28):
25876
Marinissen MJ et a1.Genes Dev,2001;1 5(5):535
(2001—12一O1 收稿)
WASP与微丝骨架研究进展
程晓刚综述 白 云审阅
第三军医大学免疫研究所(重庆.400038)
摘要 细胞骨架是细胞内由蛋白质成分组成的网架状结构,在细胞多种生命活动中起重要作用。威奥综合征
蛋白(WASP)家族为近年来发现的参与细胞信号传递和微丝骨架运动的中介蛋白,在促进细胞信号传递与微丝骨
架运动而诱使细胞变形,趋化,形成伪足状突起结构中起到至关重要的作用。本文主要综述WASP近年来的研究进
展及在介导T细胞信号级联及微丝骨架运动中的作用。
关键词WASP;细胞骨架;信号传递;微丝
细胞骨架是细胞内由蛋白质成分组成的网架状
结构,包括微管、微丝、中等纤维和微梁网格等。完整
的细胞骨架是细胞内源性信使协调作用的基础,而
微丝则是参与介导细胞变形及运动等重要生理活动
的蛋白。微丝是由肌动蛋白亚单位组成的螺旋状纤
维,肌动蛋白单体(G—actin)以双螺旋形式构成肌动
蛋白聚合体(F—actin),只有聚合态的肌动蛋白才具
有生物学作用。微丝骨架可加强信号分子间的反应
性,并促进信号进入细胞。与此同时,微丝的这些功
能也受到信号转导系统的修饰调节。近年来,对于中
介细胞信号传递和微丝运动的关键蛋白之一
WASP的研究较为迅速。
l WASP及其基因
WASP全称威奥综合征蛋白(Wiscott—Aldrich
syndrome protein),威奥综合征为一种罕见的X连
锁免疫缺陷综合征,特征为湿疹,血小板减少,出血
性腹泻及复发性的化脓性感染。对多糖类抗原不能
产生抗体,从而增加对荚膜杆菌(流感嗜血杆菌,脑
膜炎球菌,肺炎球菌)等的易感性,淋巴网状内皮细
胞恶性病的发生率也增高。Wiscott首次报导3例男
婴患此症;1954,年Aldrich及同事证实该病为X一连
锁隐性遗传;1980年将该病的基因定位于X染色体
短臂着丝粒附近Xpl1.23区,将该基因编码的蛋白
质命名为WASP。此外,病情较为温和的X一连锁血
小板减少症(XI T)也为该基因突变所致。人与小鼠
的WASP基因有86 的同源性,由结构相似的12
个外显子组成。基因全长9 kb,转录起始位点上游
未发现典型的TATA或CCAAT盒结构,但却发现
一些造血系统特异性结合序列,如发现有两个Ets一
1结合基序在调节WASP的表达起关键作用,其他
转录因子结合位点如Spl,c—Myb与PU.1等n]。
WASP基因突变可发生在基因的任何部位,在欧洲
人,突变率约为1/25000,迄今已确立了超过340种
¨ H " 加
维普资讯
国外医学分子生物学分册2002年箜 鲞箜 塑
WASP基因突变。突变在基因中分布不均,在外显
子1~4、7、9~11突变频率较高。其中错义与无义突
变大多发生在外显子1~4,外显子1~3发生的错
义突变中。WASP有少量表达,因此症状较为轻微。
超过5O%的XI T患者突变位于外显子2,而影响外
显子4的错义突变常导致WASP较少表达及典型
的WAS症状;外显子1~4的无义突变通常导致
WASP不表达及典型的WAS综合征。插入、缺失导
致移码和剪接位点改变的突变多发生于外显子6~
11,而以外显子10最常见,其次是外显子7,9和
¨,通常导致缺陷、不稳定或不完整的蛋白表达及典
型的WAS症状l_2j。
2 WASP蛋白基本结构与功能
现今发现的WASP家族成员包括WASP,N—
WASP,WAVE1,WAVE2,WAVE3,SCAR等。
WASP分子量6.5 kD,为富含脯氨酸的含501个氨
基酸的蛋白,缺乏疏水性跨膜区,主要分布于造血系
统 而最近发现与其有46 同源性的N—WASP则
分布较为广泛,其mRNA在脑,结肠,心,肺与睾丸
等均有发现,蛋白表达则主要位于在脑,心,肺等组
织。此外在酵母中发现的WASP类似物Beelp/
I as17p及网柱原虫纲中发现的SCAR/WAVE等
亦参与微丝骨架的调节。wASP为502个氨基酸组
成(N—WASP为505个)富含脯氨酸(>15%)的蛋
白,不存在酶解位点,其主要作用为作为接头蛋白介
导信号级联与微丝骨架运动。WASP在胞内的分布
主要位于胞浆,16 位于胞膜附近,仅不到3%存在
于胞核。激光共聚焦实验结果证实生理状态下
WASP与多聚化的肌动蛋白微丝结合。
wASP蛋白从N区到C区依次可分为以下结
构域。
2.1 PH(pleckstrin,PH)同源区
PH同源区可与磷酸肌醇结合,包括Ptdlns(4,
5P2)、Ptdlns(3,4P2)和Ptdlns(1,4,5P3)等,在质膜
受体介导的细胞信号传递中起重要作用。有PH同
源区的蛋白活化后常移动至胞膜附近与磷酸肌醇相
互作用进一步活化并介导下游信号传递,其中Pt—
dins(4,5P2)在WASP蛋白介导的微丝骨架运动中
起重要作用。绝大多数有严重的天然免疫缺陷及严
重血小板减少症的错义突变都发生在此区 ,
SCAR/wAVE不存在此区。
2.2 WH1(EVH1)区
称WASP同源区1或Ena/VASP同源区1。该
区与WlP(WASP相关蛋白)结合,细胞裂解物中
・233・
WIP与WASP可发生共沉淀反应。WIP亦为脯氨
酸富集蛋白,可促进肌动蛋白丝的聚合。实验表明.
过表达的WIP可诱导肌动蛋白骨架发生重排。约有
半数WASP基因突变影响到该区,该区突变将严
重影响WASP的结构及功能。SCAR/WAVE无此
区。而替代的是SHD区(Scar同源区)。
2.3 lQ区
N—WASP有此区可与calmodulin蛋白结合.因
此,N—WASP的功能也可被Ca抖所调节。
2.4 GBD区(GTP酶结合区)
又称cdc42/Rac结合区(CRIB).与GTP酶
Rho家族结合。GTP—cdc42但非Rho可与WASP.
N—WASP结合。实验表明在体外外源加入有活性的
cdc42可促进肌动蛋白重排与继之发生的聚合反
应。在未激活状态该区与WASP蛋白C末端AR区
结合,因此WASP在未被激活时为发夹状的闭合结
构。SCAR/wAVE与BeelP均无此区。
2.5脯氨酸富集区(Poly—proline)
与有SH3区的接头蛋白结合,至少已发现
WASP有7个与接头蛋白SH3区的结合位点,如在
体外可与Itk,Btk,Ash/Grb2,PI C一71,c—src,C—
Fgr,p85a,CrkI [ ,CIP4 ]结合,体内可与Nck,
Fyn,Grb2,PSTPIP结合。以上含有SH3区的接头
蛋白在介导受体酪氨酸激酶级联及微丝骨架运动中
起到至关重要的作用。新近又发现一种与N—WASP
结合的蛋白WISH(WASP相关SH3蛋白),WISH
可以以N—WASP依赖与非依赖方式激活Arp2/3
促进肌动蛋白多聚化,该过程似乎并不需要
Cdc42__6]。该区突变常带来严重的WAS症,有趣的
是发现的该区突变多为移码突变,而无点突变,说明
部分与SH3区结合位点的点突变因有代偿作用通
常不会带来典型的WAS症状。
2.6 WH2/VH区
即verprolin’『司源区,与肌动蛋白单体即G肌动
蛋白与非聚合肌动蛋白的结合,verprolin为一种酵
母调节微丝骨架的蛋白,缺乏此区的WASP不可与
肌动蛋白发生共沉淀反应。WASP家族中仅有N—
WASP具有两个verprolin同源区,该区突变将会带
来严重的免疫缺陷,过表达含N—WASP的WH2重
组分子在体外可与肌动蛋白结合,并抑制肌动蛋白
聚集。
2.7 CA区
即cofilin同源区与酸性氨基酸富集区(acidic
region、AR),cofilin为一种肌动蛋白结合蛋白,激
活后可促进肌动蛋白丝的解聚。CA区与Arp2/3复
维普资讯
・234・
合物结合.Arp为肌动蛋白相关蛋白(actin related
proteins).Arp2/3复合物由7个亚单位组成.包括
Arp2/3与P41、P34、P21、P20、P16等.在介导微丝
的聚合过程中起重要作用。
现通常将verprolin同源区、cofilin同源区与酸
性氨基酸富集区统称为VCA区.一般认为该区是
与Arp2/3复合物作用诱导肌动蛋白聚合的关键结
构。可以以不依赖cdc42的方式促进肌动蛋白聚
合 ]。近来实验证实w八SP.N—WASP,W八VE1,
WAVE2.W八VE3的VC八区均可激活Arp2/ 3.而
N—wASP活性最强.实验证明verprolin同源区在
激活Arp2/3中起更关键的作用.N—WASP两ver—
prolin同源区在激活Arp2/3中均为必须.因此ver—
prolin同源区是细胞信号级联诱导的肌动蛋白聚合
的关键区域 ](图1)。
PHfwhlfIQfGBD『Pol y—pro1i nel Veri Verf Cofi1fAci di
—— i l t I i 1 1—————
WASP
图1 WASP蛋白家族成员结构
PH(pleckstrin同源区);IQ(CaM结合区);
WH1/EVH1(WASP同源区1/Ena VASP同源区1);
SHD(Scar同源区);GBD(GTP酶结合区);
Poly—proline rich(脯氨酸富集区);
Ver/WH2(WASP同源区2/Verprolin同源区);
cofilin同源区;酸性氨基酸富集区
实验证实在未被活化时,N—WASP与Arp2/3
形成复合体结构,GBD区与AR区结合,N—wASP
为绞链状闭合式构相,GBD区与PH同源区被掩
盖,无论GBD区还是PH同源区任一区域活化后,
即可促使其转变为活化的伸展开放式构相,从而促
进第二区域与相应配基结合协同促进信号级联 。
3 WASP与T细胞信号传递
WASP是参与细胞信号传递与微丝骨架运动
的重要中介蛋白,在各种细胞正常生理活动中发挥
极其重要的作用。现已明确细胞信号传递与微丝骨
架重排之间有密切联系,微丝骨架运动对完成细胞
正常生理功能起重要作用。以T细胞为例,在WAS
症中存在有T细胞信号传递与微丝骨架异常,许多
国外医学分子生物学分册2002年第24卷第4期
细胞表面微绒毛缺乏,T细胞激活后的肌动蛋白集
聚异常。抗原刺激T细胞增值反应受抑制甚至缺
陷.II 一2分泌下降.并常有迟发性超敏反应缺陷.提
示WASP在维持T细胞正常免疫应答中起重要作
用。近年来证实T细胞信号传递依赖于细胞膜上特
有的糖鞘脂一胆固醇富集的Rafts结构。而实验证
实Rafts结构也是细胞微丝重排的聚集区域.Rafts
局部产生的酪氨酸激酶活化信号与PIP2和WASP
Arp2/3诱导的微丝骨架重排密切相关联一 。在抗
原递呈过程中.需要细胞骨架重排以促使参与抗原
识别的TCR附近的黏附分子分别与八PC细胞表面
黏附分子相互作用.形成与Rafts结构密切相关的
免疫突触结沟微域.才可促进信号传递与整合.促进
细胞活化。当T细胞TCR/CD3复合体激活后.胞
浆Src激酶lck间相互作用而活化.继而磷酸化
TCRg链胞浆区ITAM基序.磷酸化的ITAM基序
与syk家族激酶ZAP一70结合并使后者激活.ZAP一
7O可磷酸化SI P一76,激活的SI P一76可以募集接头
蛋白Vav1.Vavl则可活化Rho家族G蛋白Cdc 12
和Rac。激活后的Cdc42可诱使WASP移动到胞膜
附近的Rafts结构参与信号级联反应。同时.当
Cdc42与wASP的GBD区作用后阻断了N—wASP
GBD区与AR区的相互作用。与此同时.细胞活化
后产生的PtdIns(4,5P。)可促进此作用并可与
Cdc42协同作用引导其移动至膜附近 .WASP绞
链区打开形成伸展的开放式构相而被激活,即可募
集和活化Arp2/3复合体.WASP的CA区与
Arp2/3复合物中的P21结合,从而激活Arp2/3复
合物形成肌动蛋白原核,Arp2/3复合物与肌动蛋白
丝的侧端和顶端结合。这样在Arp2/3复合物诱导
下,肌动蛋白丝以相对于原已形成的肌动蛋白丝7O
度角的方向延伸,随着后续激活的Arp2/3复合物
加入,新的肌动蛋白丝形成,从而最终形成肌动蛋白
网介导细胞的变形及运动。此外,活化的Cdc42可
能与WASP作用促进与之结合的WIP解离。解离
的 WIP可以调节肌动蛋白的聚合反应。此外WASP
上游信号较为广泛,包括受体酪氨酸激酶,G蛋白偶
联受体,PI一3激酶,与Rho家族GTP酶等,这些信
号均可启动并促进WASP信号级联使微丝骨架发
生重排并促使细胞完成各种生理功能。近来还发现
WASP与T细胞激活晚期基因转录也有关 ],过表
达WIP与vav将导致TCR活化时NF—AT/AP1基
因转录增强,有趣的是WIP增强NF—AT/AP1的活
性需要与WASP结合,而缺陷与WASP结合的结
合区的WIP无此效应,提示WIP与WASP的相互
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国外医学分子生物学分册2002年第24查箜 塑
作用对诱导NF—AT/AP1’基因的转录起重要作
用 引。最近实验还证实TCR活化后WASP诱导的
NF一八T基因转录主要依赖于WH1区.而与其活化
Arp2/3诱导肌动蛋白重排的VCA区无关 “ 。
4结语与展望
WASP蛋白家族在细胞完成各种正常生理功
能中起到不可替代的作用.作为连接信号传递与微
丝骨架运动的关键分子.其功能越来越引起分子生
物学家的重视。然而WASP的研究尚有许多急待解
决的问题。由于与之相联系的信号分子很多.因此自
然存在有信号间相互作用与偶合,但对于各信号间
复杂的相互关系这方面的研究才刚刚起步。此外
WASP分子与其相互联系的各信号分子之间的具
体作用方式及协同特性方面的研究还较为粗略,细
胞是否还存在有与WASP相关的其他重要分子?
WASP蛋白基因调控的具体机制如何?WASP除了
与微丝骨架运动密切相关外,在单纯细胞信号传递
与细胞增殖过程中的地位与作用为何?相信随着研
究的逐步深入,必将广泛深入地阐明其在细胞生命
・235・
活动中的具体作用方式.同时对微丝骨架在细胞生
命活动中的地位与作用将会有更为准确的理解。
参 考 文 献
Hagemann TL el n,.Biochem Biophys Res Commun・
1999;256:10 l
Ho L1 el“,.I3r J Haemato1,200l;11 2:76
Inlai K el“,.C1in Immuno1,1999:92:l 28
Oda A el“,.B{00({,2O0l;97:2633
Tian L< f“,.J I ()1 Chem.2000:275:785 l
Fukuoka M el“,.J Ce1i Bio1.200l;l ::l l
Kato M el“,.J Bio1 Chem.1 999;27l: 7225
Yamaguchi H el c ,.Proc Natl Acad Sci USA.2000;97:
12631
Prehoda KE el a1.Science,2000;290:801
Rozel】e AI Pf d,.Curr Bio1,2000;1O:311
Higgs HN el a1.J Cell Bio1.2000;1 5O:1311
Ramesh N el“,.Proc Nat1 Acad Sci USA.1 997:94:
14671
Savoy DN el a1.J Immuno1,2000;1 64:2866
Si1vin C el a1.J glo1 Chem,2001:276:21 4 O
(2001—11—20 收稿)
抗原受体启动淋巴细胞活化信号传导中的接头蛋白
侯彦强综述 李柏青审阅
蚌埠医学院免疫学教研室(蚌埠,233003)
摘要 接头蛋白(adapter proteins)是一类既无激酶活性,也无转录因子活性,但可介导信号蛋白分子之间或
信号蛋白与脂类分子间相互作用的蛋白分子。在抗原受体启动的淋巴细胞活化信号传导途径中,接头蛋白分子发
挥着重要的衔接和调节作用。本文介绍与T细胞活化相关的LAT、SLP一76和Gads,与B细胞活化相关的BLNK
与MAPK途径相关的Grb2、Shc、Sos和Vav分子,及具有负性调节作用的Cb1等接头蛋白分子近年来的研究进
展。
关键词信号传导; 接头蛋白; 淋巴细胞
淋巴细胞表面抗原受体与相应抗原表位特异性
结合后,即可启动细胞的活化信号传导过程,首先是
胞浆内Sre家族,Syk家族和Tee家族蛋白酪氨酸
激酶(PTK)依次磷酸化而活化,继而激活PI C7 磷
酯酰肌醇途径和Ras/MAPK途径的级联反应,然
后激活转录因子并使其进入核内,最后导致II 一2等
’安徽省自然科学基金资助(No.9044542),
国家自然科学基金资助(30070721)
相关基因的转录和表达,完成淋巴细胞活化、增殖和
分化的应答功能_-1]。过去对细胞活化时最初PTK激
活与下游信号传导途径如何连接的细节了解甚少。
近年来的研究发现,一类接头蛋白(adapter
proteins)分子与多种信号传导分子密切相关,在连
接上游与下游信号传导途径中起着重要的衔接和调
控作用[】 ]。本文就淋巴细胞抗原刺激活化信号传
导途径中的主要接头蛋白分子的结构特点和作用,
以及近年来的研究进展进行综述。
l 2 3 5 6 7 8 9 O 2 3
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