ADAMTSL5与银屑病

袁育林 杨霞芳

（南宁市广西壮族自治区人民医院检验科 广西 南宁530021）

银屑病是一种常见的慢性复发性炎症性皮肤病。其发病机制非常复杂，包括遗传、环境、免疫等多种因素参与其中。虽然基于广泛的遗传，免疫和药理学证据，T细胞在银屑病发病机制中的作用已被广泛接受，但免疫系统在银屑病中被触发的机制仍然是一个迷。银屑病易感基因座PSORS1上的HLA-C*06：02（6p21.33）是银屑病主要风险等位基因。最近的研究显示ADAMTS样蛋白5（ADAMTSL5）作为Vα3S1/Vβ13S1TCR的HLA-C*06：02呈递的黑素细胞自身抗原，可导致产生IL-17的T细胞的活化，从而引起银屑病发病。本文将对这一新鉴定的银屑病的自身抗原作简要综述。

1.ADAMTSL5的结构与功能

1.1 ADAMTSL5结构

含凝血酶敏感蛋白-1（TSP-1）基序的解聚蛋白样金属蛋白酶(a disintegrin-like and metalloproteinase with thrombospondin motifs，ADAMTS)超家族是一类整合于细胞外基质或游离于血浆中的基质金属蛋白酶亚家族，包括19种不同的ADAMTS蛋白[1]和至少7种ADAMTS-like（ADAMTSL）蛋白（ADAMTSL1-6和papilin）[2-3]。ADAMTSL5是具有独特结构域的分泌型蛋白质，其包含N-末端TSR，富含半胱氨酸的模块，间隔基模块和C末端NTR模块，其通过富含脯氨酸的片段连接到间隔区（见图1）。人和小鼠ADAMTSL5中的TSR包含与其他ADAMTS蛋白相似的O-岩藻糖基化（Cys-Ser-Ser-Ser-Cys）和C-甘露糖基化（Trp-Thr-Pro-Trp-Val-Ser-Trp-Thr-Arg-Cys）的共有序列。人和小鼠ADAMTSL5氨基酸同一性为82%，总体相似度为88%。三个一致的N-连接的糖基化位点在人和小鼠ADAMTSL5中是完全保守的。ADAMTSL5NTR模块含有几个这个结构域特有的保守的残基，特别是6个半胱氨酸残基和多个疏水性氨基酸[4]。

图1 ADAMTSL5结构图

ADAMTSL5具有两种新颖的结构特征，即C端不存在TSR模块和拥有NTR模块。NTR模块含有6个半胱氨酸，通常形成具有以下模式的二硫键：C1-C4，C2-C5，C3-C6以及保守的疏水性/碱性基序。这些残基在ADAMTSL5NTR模块中是保守的，有类似的结构。除了这些保守结构，NTR模块之间的总体序列的同源性很弱（通常只有20%或更低），尽管它们具有相似的三级结构。在导素（Netrins）、分泌型卷曲相关蛋白（SFRP）、补体因子C3，C4，C5、促胶原C-蛋白酶增强蛋白（PCOLCE）和金属蛋白酶组织抑制剂（TIMPs）中均发现NTR模块。Netrin-1在神经发育过程中的轴突诱导中具有良好的记忆作用，而Netrin-4是基底膜的一个组成部分，据报道可以调节神经元向外生长和淋巴管生成[5，6]。SFRPs通过与Wnt-配体结合而抑制Wnt信号传导。而PCOLCEs能够增强I型胶原蛋白酶BMP-1的活性。值得注意的是，这些功能不是由Netrins，SFRPs和PCOLCEs中的NTR模块直接调节的，这被假定为辅助/辅助域[7]。这也表明ADAMTSL5中NTR-模块的存在与netrin/DCC信号传导功能不相关。ADAMTSL5和TIMP-1NTR模块之间的同源性太弱，以至于通过BLAST搜索检测不到。TIMP-1的NTR模块位于其N端，它起金属蛋白酶抑制剂的作用，其N-末端半胱氨酸对此功能至关重要。ADAMTSL5NTR位于C端并且还不知道裂解的NTR-模块是否携带N-端半胱氨酸。HannahL[4]等没有观察到ADAMTSL5对ADAMTS5处理多功能蛋白聚糖（一种ADAMTS5底物）存在抑制作用。ADAMTSL5类似于在条件培养基和细胞外基质中发现的其他ADAMTS蛋白，其定位可能至少部分源自ADAMTSL5NTR-模块的肝素结合特性。他们观察到的C-末端加工可能通过分离肝素与NTR模块的结合从而改变ADAMTSL5定位。

1.2 ADAMTSL5功能

ADAMTSL5结合重组原纤维蛋白-1和原纤维蛋白-2，并与培养的成纤维细胞装配的原纤维蛋白微原纤维共定位。Hannah L.等[4]调查了ADAMTSL5与代表原纤蛋白-1和原纤蛋白-2的N-和C-末端重组多肽的结合。通过使用抗myc磁珠亲和分离myc标记的ADAMTSL5，分离出了原纤蛋白-1的N端而不是C端片段。在不存在ADAMTSL5的情况下，原纤蛋白-1片段都不结合磁珠，这表明共分离是由ADAMTSL5与原纤蛋白-1结合。相反，原纤蛋白-2的N端和C端都能与ADAMTSL5结合；然而，N-末端的结合似乎比C-末端的结合强得多。利用体外微原纤维生物合成获得了与原纤维结合的其他证据。高密度培养fBNL细胞（含原纤维蛋白-1和原纤维蛋白-2的杂聚体装配体的原纤维蛋白微原纤维）数天后被消化。当在ADAMTSL5存在下，ADAMTSL5与微原纤维中的原纤维蛋白-1共定位，表明染色的结构是细胞外的并且对应于在ECM中含原纤维蛋白-1的微原纤维。用空载体转染的HEK293F细胞（即不表达ADAMTSL5的对照）与fBNL细胞培养时，用抗ADAMTSL5抗体没有观察到信号。总之，这些发现与ADAMTSL5与原纤蛋白-1和原纤维蛋白-2以及它们的大分子组装，即原纤维微原纤维的特异性结合一致。然而，ADAMTSL5与纤连蛋白相互作用的亲和性共分离试验不支持其与纤连蛋白的直接结合，类似于ADAMTSL5-原纤蛋白相互作用。事实上，ADAMTSL5是显示与原纤蛋白-2相互作用的ADAMTS超家族的第一个成员。微纤维不仅是作为结构实体，而且作为细胞外基质中生长因子调节的关键机制。因此，ADAMTSL5与原纤维的结合在这些情况下可能是重要的。

2.ADAMTSL5与银屑病发病机制

寻常型银屑病是一种常见的T细胞介导的炎症性皮肤病，有可疑的自身免疫性发病机制。人类白细胞抗原（HLA）I类等位基因（HLA-C*06：02）是主要的银屑病风险等位基因。Arakawa等[8]发现从HLA-C*06：02阳性牛皮癣患者的表皮CD8+ T细胞克隆组成的Vα3S1/Vβ13S1T细胞受体（TCR）特异性识别HLA-C*06：02阳性黑素细胞。通过肽文库筛选，他们鉴定了ADA MTSL5作为HLA-C*06：02呈递的Vα3S1/Vβ13S1TCR的黑素细胞自身抗原。此外，ADAMTSL5刺激仅在来自银屑病患者的CD8+T细胞中诱导银屑病签名细胞因子IL-17A，支持银屑病自身抗原的作用。

Arakawa[8]等研究表明皮肤黑素细胞可以蛋白水解加工由黑素细胞天然表达的ADAMTSL5。该过程最终导致形成具有序列“VRSRRCLRL”的九肽，其能够与HLA-I类分子HLA-C*0602和来源于银屑病皮肤病变的致病性CD8 + T细胞上的特定T细胞受体（TCR）形成三元复合物。与免疫球蛋白基因相似，TCR基因通过恒定（C），可变（V），多样性（D）和连接（J）区域的体细胞重组而有助于免疫应答中的抗原特异性。他们鉴定的TCR特异性异二聚体包含TCR a（Va3S1）和b链（Vb13S1），之后又设计了在能够产生荧光读数的杂交瘤细胞中该特异性异源二聚体TCR表达，并通过多种策略显示其能与VRSRRCLRL反应。在Prinz的研究结果的基础上，wei[9]等人评估了6例进行性银屑病患者外周血单个核细胞（PBMCs）中的T细胞对VRSRRCLRL的应答反应，并研究了该肽与HLA-C*0602的相互作用。试验证明VRSRRCLRL肽的第2，7和9位的氨基酸残基“埋藏”在HLA-C*0602（分别为精氨酸，亮氨酸和亮氨酸）的抗原结合槽中，而其他残基呈现出很大的带正电的表面，高度暴露于TCR。HLA-C*0602等位基因被当做一个整体时比在肽结合槽中的任何单个氨基酸的变化更好解释了遗传关联，这是从银屑病中HLA相关性研究中出现的一个独特特征。其他疾病，如艾滋病毒和类风湿性关节炎情况并非如此，其中HLA肽结合槽中特定氨基酸位置的作用似乎主宰任何“经典”HLA等位基因的作用。Wei等的结构研究提供了这种区别的可能解释，即VRSRRCLRL肽的某些特定残基提供与HLA-C*0602肽结合槽的安全和特异性结合，而其他的残基提供与疾病有关的TCR相互作用的稳定表面。尽管VRSRRCLRL肽提供了与HLA分子之间结合关键的一端，TCR提供另一端，但这些肽必须由完整的蛋白质产生。Arakawa[8]实验室的研究提供了关键的见解，即含有该肽的ADAMTSL5蛋白可以被黑素细胞处理以产生免疫反应性VRSRRCLRL肽。他们指出，这一发现至关重要，因为HLA I类分子呈递细胞内蛋白产生的抗原，因此免疫应答应针对产生细胞。CD8 + T细胞与MART-1 +的黑素细胞在银屑病病变中的相互作用证实了这一观察结果，尽管这种相互作用不是以细胞毒性的方式。

虽然Arakawa实验室发现除了黑素细胞（即角质形成细胞和成纤维细胞）以外的细胞类型在HLA-C*0602的情况下可以递呈外源性添加肽VRSRRCLRL，但是他们注意到角质形成细胞和成纤维细胞不能内源激活Va3S1/Vb13S1 TCR，即使他们转染了HLA-C*0602。这个有趣的观察留下了角质形成细胞和成纤维细胞是否表达ADAMTSL5的问题。使用来自兔子，山羊和鸡的三种不同的市售多克隆抗体染色正常和银屑病皮肤，Bonifacio等人[10]最近报道了除黑素细胞外，在损伤性角质形成细胞，树突细胞和T细胞中ADAMTSL5反应性增加。然而，在仅使用鸡抗体的相同实验室的随后报道中，表达主要局限于树突细胞，巨噬细胞和真皮中的一些T细胞。Li等[11]通过转录组分析发现ADAMTSL5 mRNA在无限增殖的角质形成细胞中以低但可检测的水平表达，但在正常和银屑病皮肤中分别为0.1%和0.06%。使用不同的“对照基因”，Prinz等报道ADAMTSL5 mRNA在黑素细胞和黑素瘤细胞中的表达水平高于银屑病皮肤[8]。总之，这些发现提示角质形成细胞不是ADAMTSL5的主要来源。无论如何，ADAMTSL5是一种分泌蛋白，因此可以由一种细胞类型产生，并由另一种细胞如抗原呈递细胞和T细胞摄取[12]。

3.ADAMTSL5与银屑病的治疗

Nonomura[13]等分析了在纳武单抗（Nivolumab）治疗期间发生或恶化寻常性寻常型银屑病的三例黑素瘤患者中黑素瘤组织中ADAMTSL-5的表达。Nivolumab诱导的特发性寻常型银屑病患者黑色素瘤组织中ADAMTSL5表达上调。在注射Nivolumab的黑色素瘤患者中，在黑素瘤组织中观察到ADAMTSL5的表达和CD3+细胞的浸润，CD3+细胞位于ADAMTSL5阳性细胞附近。作为对照患者，他们检查了接受nivolumab治疗的黑色素瘤患者，但没有发展银屑病，也没有发现ADAMTSL5和CD3在黑素瘤组织中的共定位。通过调查患者的HLA基因型，但是患者表现出不同的基因型，并且都没有与HLA-C*06：02对应。他们的研究表明ADAMTSL5在黑素瘤病变中的表达可能是预测银屑病为Nivolumab给药的不良作用的生物标志物。

4.展望

ADAMTSL5是Tsutsui[3]等人在本世纪早期发现的新蛋白质，能与原纤蛋白-1和原纤维蛋白2同时结合并促进原纤维形成。虽然其生理功能定义不明确，但特别感兴趣的是其在银屑病中作为自身抗原的作用。当其被HLA-C*06：02提呈时，可以成为银屑病中产生IL-17的CD8+T细胞的活化抗原。对ADAMTSL5的深入研究为阐明银屑病发病机制及靶向治疗带来了新希望。

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