wasp

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2022年12月31日发(作者:影视表演培训)

・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)

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国外医学分子生物学分册2002年第24鲞箜 塑

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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

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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

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・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

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(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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