Endophilin的研究进展

刘 芸，关永源

(中山大学中山医学院药理学教研室，广东广州 510080)

Endophilin最初是在筛选小鼠胚胎细胞cDNA文库中，发现一个富集吡咯氨酸的SH3 domain而被人们发现的［1］。而Endophilin B是在稍后的几年，在双氢嘧啶双杂交实验中筛选出来的［2－3］。Endophilin 参与了突触囊泡内吞的多个过程，从早期改变膜的曲率，直至晚期囊泡的裂变和脱壳。除了内吞功能，Endophilin在信号传导、线粒体代谢、维持细胞稳态等方面也发挥着重要作用。在本综述中，将主要介绍近几年来Endophilin在各领域的研究进展，并初步探讨Endophilin在脑血管重构中的作用及机制。

1 分布和结构

1.1 表达亚型及分布 Endophilin由两个家族构成，分别是Endophilin A和Endophilin B。Endophilin A又分为3个亚型，分别是 Endophilin A1，A2，A3，也可写作 SH3p4，SH3p8，SH3p13。Endophilin B也可分为两个亚型，分别是Endophilin B1，Endophilin B2，也可写作 SH3GLB1 或 Bif-1，SH3GLB2。Endophilin A1主要分布在脑部，Endophilin A2广泛分布在各种组织，Endophilin A3则主要分布在脑部和睾丸组织。而Endophilin B1和B2在大多数组织中都有分布［4］。但 Endophilin的亚细胞定位并不是一成不变的，在不同的细胞及细胞周期中，它的定位也会有所变化。例如在分裂间期，在造血干细胞、成纤维细胞及内皮细胞中，Endophilin A2主要分布在细胞核;而在神经元及破骨细胞中，Endophilin A2则主要分布在胞质［5］。

1.2 结构 Endophilin由3个结构域构成，分别是N端的BAR(Bin/Amphiphysin/Rvs)domain，C 端的 SH3 domain，以及中间的可变铰链区PRD(proline-rich domains)。Endophilin通过C端的SH3 domain与amphiphysin、synaptojanin、dynamin等内吞蛋白的多聚脯氨酸结构域结合，从而在突触囊泡内吞方面发挥重大作用［6］。而Endophilin N端的BAR domain在Endophilin二聚化及与膜的结合，进而改变膜的曲率方面发挥重大作用［7－8］。

2 功能

2.1 内吞功能 内吞过程在调节膜蛋白亚细胞定位、信号转导、细胞迁移、神经传导等多方面发挥重要作用。Endophilin参与了网格蛋白介导的内吞，从早期的内陷到晚期的脱壳。生长因子受体调控了一系列生物过程，包括细胞增殖、分化、迁移等。网格蛋白介导的囊泡内吞是细胞膜组分选择性细胞内摄的主要途径，囊泡的内吞是一个协调有序的过程。有研究表明，上皮生长因子可以通过许多途径调节细胞表面内化，包括网格蛋白介导的内吞途径。配体介导的上皮生长因子受体一旦激活，cb1就与激活的受体结合，进而引起CIN85(cb1-interacting protein of 85 ku)/Endophilin A1复合体转位，促进受体内吞。而如果Rho激酶磷酸化Endophilin A1的Thr-14，则会抑制Endophilin A1与CIN85的结合，进而抑制上皮生长因子受体的内吞［9］。

Focal adhesion kinase(FAK)是一个胞质的络氨酸激酶，在整合素介导的信号通路中发挥重要作用。已经在很多肿瘤中发现，FAK的磷酸化水平是增加的。而FAK可以与Endophilin A2的SH3 domain结合，使得Src磷酸化Endophilin A2的Tyr315位点。Tyr315位点磷酸化会抑制Endophilin A2与dynamin的结合，从而抑制MT1-MMP的内吞，促进ECM(extracellular matrix)的降解［10］。另外，Endophilin II(即 Endophilin A2)也可通过SH3 domain与BPGAP1富集吡咯氨酸的区域182-PPPRPPLP-189结合，引发EGF介导的受体内吞及ERK1/2磷酸化。而如果把Endophilin II的SH3 domain去掉，则会抑制上述反应发生［11］。

Endophilin A1与Endophilin A2是正性调节受体的内吞，而Endophilin A3则负性调节网格蛋白介导的内吞。在cos-7细胞中，Endophilin A3与多巴胺D2受体在嗅觉神经末梢共定位。它可以抑制多巴胺D2受体介导的内吞，促进细胞分化。Endophilin A3还可以抑制转铁蛋白的内吞，这种抑制作用与Endophilin A3中间的可变区密切相关［12］。

除此之外，在神经元，Endophilin II与VGCCs(voltage-gated Ca2+channels)在囊泡胞吞，胞吐方面也发挥重要作用。VGCCs与Endophilin II形成一个大分子的复合体，而这种复合体的形成是钙依赖性的。当Ca2+浓度在100～300 nmol时，Endophilin II是开放模式，它的PRD不与SH3 domain结合，此时Endophilin II可以与Ca2+通道或dynamin结合，使得神经末梢的胞吞机制发挥作用。当Ca2+浓度超过1 μmol时，Endophilin II呈现关闭模式。Ca2+与PRD的E264结合，促使PRD与SH3 domain结合，这样阻止了Ca2+通道或dynamin与Endophilin II的结合，因此复合体解聚。解聚的Endophilin II、dynamin在突触囊泡胞吐以后又可以发挥胞吞作用。因此，VGCCs通过调节Endophilin II的模式，影响 Endophilin II与dynamin的结合，从而影响了胞吞和胞吐，协调了突触囊泡的回收过程［13］。进一步研究发现，Endophilin I(即 Endophilin A1)及 Endophilin II与 N-type Ca2+channel C-terminal fragments(NCFs)的结合都是Ca2+依赖性的，而Endophilin III(即Endophilin A3)不是。Endophilin I和Endophilin II主要分布在突触前神经末梢，而Endophilin III在突触前神经末梢和突触后脊有同等的分布，且Endophilin III与dynamin有更强的结合力。因此，较突触前神经末梢，Endophilin III在突触后膜发挥更重要的作用［14］。

2.2 调节信号通路 Endophilin A1的SH3 domain可以与rGLK(rat germinal center kinase-like kinase)的 PPRPPPPR序列结合。过表达全长的Endophilin I，可以激活rGLK介导的JNK通路。而过表达Endophilin I的N端或C端，则会抑制JNK的激活。有研究表明，将hGLK的调节区域去掉以后，它仍具有完整的催化活性，而丧失了激活JNK的能力。因此，在JNK激活的过程中，Endophilin A1可能是处于rGLK上游的调节蛋白或是rGLK下游的效应子［15］。

除此之外，Endophilin AI的SH3 domain可以与β1肾上腺素受体结合。当Endophilin I过表达时，可以减少β1肾上腺素受体与G蛋白的偶联，增加异丙肾上腺素介导的内吞，从而调节G蛋白偶联受体通路。G蛋白偶联受体肾上腺素受体在心血管活动中发挥重要作用。Endophilin A1对G蛋白偶联受体通路的调节证实了其在心血管系统中的作用。并且，Endophilin还可以与金属蛋白酶解离素结合，调节其在细胞内的转运和成熟［16］。

2.3 调节凋亡 细胞增殖与凋亡的相互平衡是维持平滑肌细胞稳态及血管形态的一个重要因素［17］。在正常细胞，Endophilin B1不与Bax结合，而当细胞凋亡时，Endophilin B1与Bax结合，促进线粒体细胞色素C的释放。这是因为Bax能够引起Endophilin B1的寡聚化，从而改变细胞膜单层囊泡的形态，引起大量脂质体囊泡的形成，改变膜的曲率。如果Endophilin B1的C端缺失，Bax就不能引起Endophilin B1的寡聚化。所以Endophilin B1的C端对于Endophilin B1与Bax的相互作用以及Endophilin B1的寡聚化起着至关重要的作用［18］。

2.4 调节自噬 自噬是面临环境改变，胞质物质发生降解的一个过程。这个过程对于维持细胞稳态十分重要。已有研究表明，Beclin 1参与了自噬体膜的成核过程。而Endophilin B1可以通过UVRAG(ultraviolet irradiation resistantassociated gene)与Beclin1形成复合体，激活PI3KC3，诱导自噬。当处于饥饿状态时，Endophilin B1聚集成点，与LC3，Atg5共定位。而LC3是自噬形成的标志，Atg5也是出现在自噬体的形成过程中。进一步还发现，Endophilin B1与Atg-9共定位，而含有Atg-9的囊泡是自噬体膜形成的来源，激活的PI3KC3可以促进mAtg-9的转位。因此，Endophilin B1调节自噬体的形成及自噬过程［19］。

3 Endophilin与疾病

阿尔采末病又名老年痴呆症，是一种中枢神经系统退行性疾病。研究发现，在阿尔采末病中，β淀粉样蛋白(Aβ)及与β蛋白相连的乙醇脱氢酶(ABAD)表达增加。而且，二者是阿尔采末病发生的标志。Aβ与ABAD结合后，会导致线粒体功能失调及神经元的死亡。进一步研究发现，Endophilin I在阿尔采末病中表达增加，从而激活c-JNK通路，导致神经元死亡。而Endophilin I的表达水平又会直接反应Aβ与ABAD的相互作用水平。因此，Endophilin I是发现诊断阿尔采末病的一个新的分子［20］。

研究还发现，Endophilin A2是白血病的融合基因。在细胞周期中，Endophilin A2呈现动态的亚定位。在前中期，它主要分布在染色体周围;在中期和后期，它分布在纺锤体的两极;而到了末期，它重新分布于中间体。这种动态的分布也带来了相应蛋白水平的变化，Endophilin A2在G2/M期表达水平最高。而且这种动态的亚定位也体现了Endophilin A2在细胞周期中不同的功能［5］。

此外，Endophilin还可参与调节帕金森病，结肠癌等疾病［21－23］。尽管如此，Endophilin在机体组织器官中的功能及与疾病的联系仍有待进一步的探讨和研究。

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