骨桥蛋白及其整合素受体在生殖领域中的研究进展

高苗

骨桥蛋白(Osteopontin，OPN)是细胞外基质中的一种含精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arg-Gly-Asp，RGD)的分泌型糖基化磷蛋白，因其能够介导骨组织细胞与骨基质的连接而得名［1］。它作为一种机体反应性蛋白，与心血管疾病、肿瘤的发生发展、炎症的免疫应答和组织的损伤修复等有着密切的关系［2］。

一、骨桥蛋白的结构

人类骨桥蛋白基因位于染色体4q13上，由314个氨基酸残基组成，全长3143 bp，由7个外显子和6个内含子构成，经翻译后起修饰作用(包括:溶蛋白性裂解、丝氨酸和苏氨酸残基的磷酸化、氮连接的糖基化)［3］。骨桥蛋白是一种高度磷酸化和糖基化的分泌型蛋白，富含唾液酸，来源于人、小鼠、大鼠、牛、猪、兔和鸡的OPN蛋白质同源性为35% ～86%，骨桥蛋白含有一个活跃的凝血酶切割位点，位于RGD序列的6个氨基酸中［4］。

二、骨桥蛋白受体骨桥蛋白的受体包括整合素和CD44家族。

(1)整合素

整合素是细胞表面的糖蛋白，由α和β两个亚基通过非共价结合构成的异源二聚体，OPN的整合素受体包括 αvβ3、αvβ1、αvβ5、α4β1 和 α9β1。OPN通过识别整合素受体与细胞结合，这种结合可以依赖经典的RGD序列，也可以通过不依赖RGD序列的SVVYGLR实现。OPN与αvβ3的相互作用可调节破骨细胞的活化，促进骨质溶解，进而促进骨转移［5］。OPN与整合素受体结合可直接介导肿瘤细胞的迁移和侵袭，也可促进内皮细胞的迁移存活和血管管腔形成，从而诱导肿瘤血管形成［6］。

(2)CD44

CD44是extracellular-matrix(EMC)黏性糖蛋白受体，主要介导细胞与细胞、细胞与基质间的相互作用。正常情况下，各种免疫细胞大量表达CD44，上皮细胞和成纤维细胞中也有表达。在OPN的羧基末端有一段非RGD的细胞黏附位点，可与CD44结合。功能研究显示OPN和CD44变异体结合介导成纤维细胞、T细胞和骨髓细胞的趋化作用与黏附作用［7］。

三、骨桥蛋白与生殖

(1)骨桥蛋白与胚胎着床

近年来，对胚胎种植的机理有了新的认识，认为发育到一定程度的胚胎只有种植在具有最大容受性的内膜才能进一步生长。内膜种植窗(implantation window，IW)的出现是受精卵定位、黏附和着床的必要条件。有研究发现整合素αvβ3特异性地表达于内膜的种植窗，是公认的内膜容受性的标志蛋白［7］。骨桥蛋白是细胞外基质的成分，它的主要受体是黏附分子中的整合素αvβ3，整合素αvβ3通过识别骨桥蛋白的RGD序列，二者结合介导胚胎与子宫内膜的黏附，参与胚胎的着床过程。故前者在生殖中的作用也逐渐受到重视。

(2)滋养细胞疾病滋养细胞疾病是一组来源于胎盘滋养层细胞的疾病，一般分为葡萄胎、侵蚀性葡萄胎、绒毛膜癌及胎盘部位滋养细胞肿瘤。Batorfi等［9］研究发现在葡萄胎组织的OPNmRNA表达明显减少，尤其是完全性葡萄胎。另外，在绒毛膜癌中OPN和 CEACAM1的表达也有相关性。OPN和CEACAM1在生理和病理的绒毛外细胞滋养层细胞都有表达，并且可以作为滋养细胞疾病的诊断标志物［10］。

(3)妊高征

在人类胎盘发育过程中，细胞滋养细胞增殖分化为合体滋养细胞和绒毛外滋养细胞(extra villous trophoblast，EVT也称为间隙滋养细胞)，间隙滋养细胞进入母体组织间隙并为胎盘在母胎界面的锚着发挥作用。Briese等［11］通过免疫组化分析发现所有胎盘组织的绒毛外滋养层都呈与CEACAM1表达相关的OPN的强表达。免疫荧光分析检测结果也证实了OPN定位于细胞滋养层和合体滋养层的交界处，并且与CEACAM1共表达于绒毛外滋养层细胞。体外培养实验显示，低氧(2%)状态下胎盘细胞滋养细胞分化能力减弱，α1β1表达受抑制，提示妊高征细胞滋养细胞分化障碍，表达整合素异常，从而导致其入侵能力下降。同时也提示α1β1的适时表达对正常滋养细胞入侵非常重要。

1 Xuan JW，Hota C，Shigeyama Y，et al.Site-directed mutagenesis of the arginine-glycine-aspartic acid sequence in osteopontin destroys cell adhesion and migration functions［J］.J Cell Biochem.1995;57(4):680-690.

2 Denhardt DT，Guo X.Osteopontin:a protein with diverse functions［J］.FASEB J，1993，7(15):1475-1482.

3 Jain S，Chakraborty G，Bulbule A，et al.Osteopontin:an emerging therapeutic target for anticancer therapy［J］.Expert Opin Ther Targets，2007，11(1):81-90.

4 Senger DR，Perruzzi CA，Papadopoulos-Sergiou A，et al.Adhesive properties of osteopontin:regulation by a naturally occurring thrombin-cleavage in close proximity to the GRGDS cell-binding domain［J］.Mol Biol Cell.1994;5(5):565-574.

5 Senger DR，Perruzzi CA.Cell migration promoted by a potent GRGDS-containing thrombin-cleavage fragment of osteopontin ［J］.Biochim Biophys Acta.1996;1314(1-2):13-24.

6 Johnson GA，Burghardt RC，Joyce MM，et al.Osteopontin is synthesize by uterine glands and a 45-kDa cleavage fragment is localized at the uterine-placental interface throughout ovine pregnancy［J］.Biol Reprod，2003，69:92-98.

7 Marcondes MC，Poling M，Watry DD，et al.In vivo osteopontin-induced macrophage accumulation is dependent on CD44 expression［J］.Cell Immunol.2008;254(1):56-62.

8 8.雷彩霞，张炜，王丽.整合素与子宫内膜容受性关系的研究进展［J］.中国妇幼健康研究，2006，17(1):54-56.

9 9.Batorfi J，Fulop V，Kim JH，et al.Osteopontin is down-regulated in hydatidiform mole［J］.Gynecol Oncol.2003;89(1):134-139.

10 马小玲，张玉泉.骨桥蛋白与葡萄胎的关系研究进展［J］.中国生育健康杂志，2009，20(2):127-128.

11 Briese J，Schulte HM，Bamberger CM，et al.Expression pattern of osteopontin in endometrial carcinoma:correlation with expression of the adhesion molecule CEACAM1［J］.Int J Gynecol Pathol.2006;25(2):161-169.