Slit2生物学特性及其与血管内皮细胞炎症的关系研究进展*

任丽蓉 综述　　何蔺　刘涛　王浩宇 审校

(1.泸州医学院附属医院心内科，四川 泸州 646000；2.川北医学院第二临床医学院·南充市中心医院心内科，四川 南充 637000 )

·综述·

Slit2生物学特性及其与血管内皮细胞炎症的关系研究进展*

任丽蓉1综述何蔺2刘涛2王浩宇2审校

(1.泸州医学院附属医院心内科，四川 泸州 646000；2.川北医学院第二临床医学院·南充市中心医院心内科，四川 南充 637000 )

【摘要】分泌型蛋白slit2通过与受体robo结合调节内皮细胞的迁移和渗透性。作为新发现的炎症调节因子，slit2可以调节白细胞的迁移，抑制炎症介质的释放，降低血管通透性，减少炎症引起的病理性血管新生,但是slit2在炎症中的具体作用机制尚不明确，本文对slit2的生物学特性及其与内皮细胞炎症的关系研究进展做一综述。

【关键词】slit2；内皮细胞；炎症

内皮细胞的炎症损伤是诸多疾病发生的病理学基础，如感染性休克患者内皮细胞的炎症损害是导致多器官功能障碍和动脉硬化的关键因素[1]。另外，在动脉粥样硬化的发病过程中，除了高脂血症外，内皮细胞的炎症反应也是一个不可忽略的因素。炎症中内皮细胞释放的炎症介质可以导致内皮细胞功能紊乱，促进粥样斑块的形成[2]。近年来发现神经导向因子slit2在炎症反应中同样具有调节作用，但是具体的调节机制尚不清楚。 以下就slit2的生物学特性以及它在内皮细胞炎症中的作用及现有机制做一综述。

1Slit2的生物学特性

Slit2为分泌型的糖蛋白，是slit蛋白家族成员之一。它的分布十分广泛，不仅表达于中枢神经系统、血管内皮细胞等正常组织，也表达于实体肿瘤组织。完整的slit2蛋白可以裂解为大小约140kDa的N端(slit2-N)和50～60kDa的C端(slit2-C)两个片段，但是只有slit2-N端和完整的slit2蛋白才能与受体robo结合发挥生物学效应[3]。由此可见slit-N是silt蛋白发挥生物学活性的重要部位，为后面以slit2-N端代替slit2蛋白进行生物学研究提供了理论基础。Slit蛋白从N端到C端依次由4个富含亮氨酸(LRR)结构域、6个表皮生长因子(EGF)重复序列、1个层黏蛋白G样结构区、1个(非哺乳动物)或3个(哺乳动物)EGF重复序列和1个半胱氨酸结构域组成[4]。slit蛋白N端的4个LRR结构域被命名为D1-D4区，是介导蛋白质-蛋白质相互作用的主要部位。D1和D2区可与肝素结合参与调解作用，D2区则是介导slit与robo受体相互作用的关键部位， D3区的功能尚不清楚，但是slit2的D3区可与netrin1(神经生长因子1)和Laminin1(层粘蛋白1)结合，D4区可介导slit-slit二聚体的形成[5，6]。Slit的受体包括robo1、robo2、robo3和robo4四种，目前已经报道的这4种受体的结构都非常保守，除robo4外他们的胞外区都由5个Ig(免疫球蛋白)样结构域、3个FN(纤维连接蛋白)重复序列组成，胞内区由CC0-CC3 4个保守的结构域组成， robo4胞外区只有2个Ig样结构域和2个FN重复序列组成，胞内区只有CCO和CC2两个结构域[7]，这4种受体都可与slit2结合发挥生物学作用[8-11]，其中参与炎症调节的主要受体是robo1和robo4。

2slit2在炎症中的作用

2.1slit2与白细胞迁移白细胞包括淋巴细胞、粒细胞(嗜酸性、嗜碱性和中性粒细胞)以及单核细胞，这些细胞是参与炎症反应的重要细胞。众所周知，神经导向因子slit蛋白可以调节神经元的迁移。 Wu等[12]的研究发现，slit2对白细胞也具有相似的作用。它不仅可以抑制化学趋化因子对淋巴细胞和HL-60细胞的趋化作用，重组的slit2可以抑制朗格汉斯巨细胞的迁移，使其不能将抗原提呈给T细胞，从而预防皮肤超敏反应的发生，并且发生超敏反应部位的皮肤slit2的表达上调[13]。Tole等[14]用电子显微镜追踪中性粒细胞的运动时发现，slit2可选择性地抑制N- 甲酰 - 甲硫氨酰 - 亮氨酰苯丙氨酸(N-formyl peptide f-Met-Leu-Phe, fMLP)、C5a和IL-8等趋化因子引起的中性粒细胞定向迁移。他们还观察到slit2通过抑制中性粒细胞肌动蛋白末端伪足的形而来发挥上述作用。slit2蛋白抑制中性粒细胞趋化作用的同时， 还可以降低中性粒细胞对炎症活化的血管内皮细胞的粘附能力而减少中性粒细胞游出的数量[15]。有意思的是，在肺部发生炎症时，slit2蛋白通过中性粒细胞和嗜酸性粒细胞内srGAP1(Slit/robo GTPase激活蛋白)表达水平的不同来调节它们在炎症中的作用，中性粒细胞表达高水平的srGAP1，而嗜酸性粒细胞的srGAP1表达水平明显低于中性粒细胞。对于中性粒细胞slit2蛋白通过促进srGAP1与robo1结合来抑制细胞内Cdc42的活性达到减轻肺部炎症的效果，但是嗜酸性粒细胞，因为其低表达srGAP1，slit2蛋白通过激活Cdc42后,募集PI3K与robo1蛋白结合激活PI3K信号途径，加重气道的炎症反应[16]。

2.2slit2与细胞因子释放Altay等[17]发现，slit2可以显著减少TNF-α导致的脑微血管内皮细胞-白皮细胞粘附数量，并且持续地向脑缺血的动物模型注射slit2，可明显减少海马CA1锥体细胞的迟发型死亡，这表明了slit2不仅可以缓解脑微血管炎症且具有神经保护作用。另外，LPS、TNF-α和IL-1β三种促炎细胞因子都可减少人胎盘滋养层细胞slit2蛋白的表达。利用siRNA沉默slit2基因的表达后，这三种致炎因子使胎盘滋养层细胞分泌的IL-6、IL-8、MMP2、MMP9、proMMP2和proMMP9等炎症介质上调。另外，还发现肥胖患者胎盘滋养层细胞slit2蛋白的表达量也呈下降趋势。由此可见，slit2蛋白是胎盘中重要的抗炎物质[18]，对胎儿的正常生长和发育起到保护作用。同时Ratana等[19]也发现，LPS和IL-1β使体外培养的子宫肌细胞slit2 mRNA表达下降，沉默slit2的表达后，IL-1β将上调IL-6、IL-8、COX-2(环氧化酶2)、前列腺素PGE2和PGF2α、MMP9、proMMP9的表达，这进一步证实了slit2在炎症中的调节作用。另外对于内皮细胞，LPS也可抑制slit2的表达，在加入外源性slit2培养一段时间后内源性slit2的表达上调，并且ICAM-1、MCP-1、GM-CSF和MIF等细胞因子的表达下调，使炎症向有利于疾病恢复的方向发展[1]。

3slit2与内皮细胞炎症反应

3.1slit2与内皮细胞损伤内皮细胞与循环系统中的液体成分密切接触，炎症发生时它易受到细菌毒素、炎症介质、缺血性和机械性等损伤，从而破坏内皮细胞的屏障功能，使感染部位出现红、肿、热、痛等症状。血管内皮钙粘素是组成内皮细胞屏障的主要成分，促炎因子IL-1β可使血管内皮细胞钙粘素(VE-cadherin)第658位酪氨酸磷酸化，进而导致VE-cadherin与p120-catenin(连环蛋白)解聚，破坏内皮间的紧密连接。Slit2可阻断IL-1β对VE-cadherin的磷酸化作用，稳定内皮细胞间的紧密连接，减轻血管的渗漏[20]。另外，slit2可以减轻病毒导致的肺微血管内皮细胞损害，降低肺微血管内皮细胞的渗透性而缓解肺部炎症[21]，这种作用可能也是通过slit2对细胞间连接的保护而产生的。Kanellis等[22]在对大鼠肾小球肾炎模型的研究中发现，在疾病的感应期，肾小球的内源性slit2蛋白表达下降，早期slit2蛋白表达的下调会使肾小球肾血管内皮细胞的损伤加重从而加重肾小球肾炎的症状。革兰阴性细菌的内毒素(LPS)是常见的致炎因素， slit2可以减少LPS引起的炎症细胞因子/趋化因子的释放，抑制细胞粘附分子ICAM-1的上调，从而阻止单核细胞的粘附以保护内皮细胞不受损伤[1]。

3.2slit2与炎症中的血管新生Jones等[23]发现robo4蛋白在视网膜血管的顶细胞中低表达，柄细胞中高表达，在视网膜和脉络膜的血管疾病中slit2与robo4结合后可减少血管渗出和病理性的血管生成。曾经有研究模拟了老年性黄斑性病变、缺血性视网膜血管生成以及黄斑水肿三种疾病模型，发现 slit2可抑制脉络膜和视网膜的病理性血管生成，并且可抑制视网膜的渗漏，减轻黄斑水肿[24]。此外，slit2还可抑制bFGF(碱性成纤维生长因子)引起的角膜血管新生[25]。为了进一步证实slit2在角膜血管新生中的作用，Mulik等[26]利用单纯疱症病毒(HSV)建立的角膜炎模型中发现，角膜基质中大多数新生血管内皮细胞内源性slit2的表达量无明显变化，但是robo4的表达却是明显上调的；当从结膜下注射外源性的slit2后，角膜血管的新生数量也会明显减少，同时HSV感染后的免疫损伤也会减轻，奇怪的是当阻断内源性slit2的表达后，HSV引起的病理性血管新生数量并未增多，免疫损害也并未加重。

4slit2在内皮细胞炎症中的可能转导途径和机制

4.1slit2-robo1信号通路GAPs(GTPase激活蛋白)是slit2的重要下游信号分子，当slit2与受体robo1结合后可促进GAPs在robo1的胞内区聚集，这些聚集后的GAPs称为srGAPs(Slit/robo GTPase激活蛋白)，后者可调节Rho GTPase，如Rac、CDc42和RhoA的活性，而Rho GTPase是调节细胞骨架运动的重要因素，所以slit2可以通过robo1-GAPs-Rho GTPase途径调节细胞的运动[11]。有研究发现，robo1胞内的CC3结构域可与CXCR4受体结合调节 CXCL12信号对炎症细胞的趋化作用，并且slit2与robo1结合后可增强CXCR4受体与robo1蛋白CC3的结合，从而抑制CXCL12/CXCR4信号对炎症细胞的趋化作用[27]。但是由于robo4的胞内区只有CCO和CC2两个结构域组成，没有CC3结构域，所以robo4蛋白不能和胞浆内的趋化因子受体CXCR4相互作用，导致robo4信号通路不能调节CXCL12/CXCR4介导的细胞运动和血管生成等作用[28]。Guan等[29]发现，Slit2-robo1还可以促进AKT(蛋白激酶B)的磷酸化，进而阻断PI3K/AKT的信号转导，促进内皮细胞的增殖、迁移和血管形成，从而调节内皮细在疾病中的功能。GSK3β(糖原合成酶激酶3)也是slit2调节细胞迁移的下游信号分子，在肿瘤中slit2可通过AKT- GSK3β途径抑制肿瘤细胞的转移[30]。

4.2slit2-robo4信号通路在LPS引起的炎症反应模型中，slit2与robo4结合后可以抑制TLR4(toll样受体4)的下游信号Pyk2的磷酸化，进而抑制NF-κB的活性而发挥抗炎作用；由于miR-218基因是slit2基因的连锁基因，并且miR-218的靶蛋白是robo1，因此slit2基因表达的改变必将引起miR-218基因的变化，从而改变 robo1的表达，进而调节robo1在炎症中的作用[1]。Jones等[31]的报道称robo4可以与细胞内的衔接蛋白paxillin(桩蛋白)形成复合体，robo4-paxillin复合体可抑制GTPase Arf6的活性,随之Arf-GAPs诱导的Rac蛋白家族如GIT1的聚集也被中断，从而维持内皮细胞的正常功能，减轻内皮细胞的损伤，抑制血管新生和血管渗漏，slit2-robo4-paxillin-GIT1信号通路的发现为炎症研究新的方向。但是robo4是否为robos家族成员尚有争议，并且slit2与robo4结合的直接证据至今尚未发现[32]，因此slit2-robo4信号通路对炎症反应的调节作用有待进一步证实。

4.3slit2基因的甲基化有趣的是，在对炎症性肠病的研究中发现，内镜下炎症活动的炎症性肠病患者的肠道标本中slit2基因的甲基化程度较内镜下炎症已缓解的患者显著增高，急性炎症性肠病患者的标中slit2基因的甲基化程度高于慢性炎症和正常的患者，这表明slit2基因的甲基化程度与炎症性肠病的发生、发展、病情活动度以及病程长短有关[33]，由此可见，slit2基因的甲基化程度也是slit2蛋白调节炎症反应的一种途径。该信号通路在慢性非特异炎症中也起到重要的调节作用，但是该途径在炎症中的具体作用机制尚不明确。

5小结与展望

slit2对炎症的调节作用已经得到证实，它既可以降低炎症导致的血管内皮细胞损害，维持血管壁的完整性，还可以调节炎症介质的释放和级联放大效应，对机体起到保护作用。另外，它还可以抑制炎症中的病理性血管生成，尤其是在角膜和视网膜的炎症疾病中，抑制新生血管的形成可以降低失明的发生率。根据目前的报道，参与slit2对内皮细胞炎症调节的受体包括robo1和robo4两种，他们共同组成了一个复杂的网络系统，对炎症反应进行调节，但是具体的调节机制尚不清楚。该网络系统在炎症中的作用，为研究炎症疾病的病理过程和机制开辟了新的途径，为预防和治疗以内皮细胞炎症为发病基础的心血管疾病提供了崭新的希望。

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Progress of slit2 in vascular endothelial inflammation

REN Lirong1reviewingHE Lin2，LIU Tao2，WANG Haoyu2checking

(1.DepartmentofCardiology,TheAffiliatedHospitalofLuzhouMedicalCollege,Luzhou646000,Sichuan,China; 2.DepartmentofCardiology,NanchongCentralHospital,TheSecondClinicalCollegeofNorthSichuanMedicalCollege,Nanchong637000,Sichuan,China)

【Abstract】Slit2 as the secretary protein and its receptors robo is considered to regulate mobility and permeability of endothelial cells. As an emerging role in inflammation, it can regulate mobility of leukocyte, inhibit secretion of inflammatory mediators and repress vascular leakage and pathological angiogenesis. However, the role of slit2 in endothelial inflammation response remains to be clarified. The purpose of this article is to summarize the function and mechanism of slit2 in endothelial cell inflammation.

【Key words】Slit2；Endothelial cells；Inflammation

基金项目：四川省科技厅立项课题(2013JY0129)

通讯作者：刘涛，教授，本刊常务编委，E-mail nclt456@sina.com

【中图分类号】R-33

【文献标志码】A

doi：10.3969/j.issn.1672-3511.2016.06.033

(收稿日期：2015-03-16; 编辑： 母存培)