膜联蛋白A1生理功能研究进展

郭宇含 综述 张红 审校

(遵义医科大学，贵州 遵义 563099)

膜联蛋白是一类钙依赖的膜磷脂结合蛋白超家族，广泛分布于各种真核细胞的细胞质、细胞膜和细胞外。Annexin A1(AnxA1)的分子量为37 kDa，是被第一个发现的膜联蛋白超家族成员，具有膜联蛋白超家族所共有的中心结构域和承担其特异功能的N端结构域；具有钙离子结合位点，与磷脂结合蛋白相互作用，静息状态下主要存在与细胞质中[1]。本文就膜联蛋白A1生理功能研究进展作一综述。

1 膜联蛋白A1介绍

1979年，AnxA1被初次鉴定为糖皮质激素诱导的磷脂酶A2(PL-A2)抑制剂，抑制类花生酸的合成。随后被证明为内源性炎症反应的关键调节蛋白，作为先天免疫系统和适应性免疫系统的关键调节蛋白。现在AnxA1已经被证明是体内重要的抗炎物质，参与抗炎症反应、细胞分化和增殖、细胞死亡信号调控、凋亡细胞吞噬清除等许多细胞生命活动；广泛分布在成年哺乳动物体内，在肺，肾，骨髓，肠，脾，甲状腺和脑的器官中均能检测到[1]。

1.1膜联蛋白A1的受体 AnxA1的生物学作用是由FPR2/ALX受体介导的，FPR2/ALX是甲酰基肽受体(FPR)家族成员之一，FPR家族(包括FPR1、FPR2 /ALX和FPR3)属于G蛋白偶联趋化因子受体(GPCR)，FPR2也叫做脂氧素4受体(ALX)，FPR1和FPR2受体在组织和不同的细胞类型中广泛分布，在涉及炎症过程的细胞类型上最突出地表达，而 FPR3 认为仅在树突细胞上高度表达；当发生炎症反应时AnxA1能够与FPR2/ALX 结合，使受体失敏丧失其作用，抑制中性粒细胞和单核细胞的迁移，下调白细胞在损伤或感染部位的聚集[2]。AnxA1的全肽主要与FPR2结合，但是AnxA1肽AC2-26(来源于ANXA1的N末端肽)可以结合FPR1和FPR2，研究表明，运用FPR1拮抗剂可以抑制Ac2-26对成年雄鼠的左心室功能恢复的保护作用。在大鼠脑缺血再灌注模型中，AnxA1肽Ac2-26可激活中性粒细胞FPR2/3(与人类FPR2/ALX同源)，从而抑制中性粒细胞—血小板复合体在大脑中形成，抑制脑微血管反应，而对于FPR2/3基因敲出的老鼠或用FPR2/ALX受体拮抗剂Boc2后AnxA1肽Ac2-26以上功能消失[3]。

1.2膜联蛋白A1的上调与裂解 AnxA1的上调与Plg/Pla(纤溶酶原/纤溶酶)系统、糖皮质激素诱导的亮氨酸拉链(GILZ)基因及高密度脂蛋白(HDL)有关；M.A.Sugimoto发现[4]，Plg/Pla诱导AnxA1 mRNA表达上调，促进AnxA1从头合成和增加AnxA1表达，诱导AnxA1 蛋白质聚集、外化和释放。实验发现[5]，糖皮质激素诱导的亮氨酸拉链(GILZ)基因通过直接调节AnxA1的转录，上调AnxA1的表达；同时在GILZ表达缺失的条件下，由于小鼠机体无法上调AnxA1，表现出不能抑制中性粒细胞的迁移。在肿瘤坏死因子(TNF-α)刺激的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)体外实验中，HDL通过结合B类I型清道夫受体(SR-BI)剂量依赖的上调内皮细胞内AnxA1的表达，HDL诱导的AnxA1抑制细胞表面VCAM-1、ICAM-1、E-选择素，也抑制TNF-α激活的 HUVECs上MCP-1，IL-8，VCAM-1，E-selectin的分泌。从而抑制单核细胞—内皮细胞粘附[6]。

然而AnxA1的裂解可能与蛋白酶3有关，蛋白酶3(PR3)属于丝氨酸蛋白酶家族，发挥促炎作用，主要在中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞中表达。研究发现，PR3特异性的裂解AnxA1的N端结构域。例如，在人PR3转基因小鼠模型(hPR3Tg)实验中发现，hPR3的表达促进ANXA1在体内炎症反应中的裂解，从而加剧炎症反应[7]；然而在慢性炎症，而关节炎的模型中，应用抗PR3裂解的AnxA1突变体Super AnxA1(SAnxA1)，表现出了较强的抗炎作用加快炎症在体外、内的消退。内皮素-1(ET-1)可以剂量依赖性负调控AnxA1蛋白水平，主要过程为ET-1诱导细胞产生活性氧从而羰基化AnxA1，使AnxA1稳定性降低，进而AnxA1水平下降。

1.3膜联蛋白A1衍生肽 AnxA1肽ac2-26肽是来源于AnxA1的N末端结构域肽，具有AnxA1的大部分特性，许多动物模型上以证实，AnxA1ac2-26肽能有效抑制炎症的发展；例如：在LPS刺激视网膜神经节细胞离体实验中，AnxA1 ac2-26肽有效的降低上皮细胞释放炎症介质，如IL-8、IL-6等，从而抑制炎症的发展[8]。cr-AnxA1 2-50是基于AnxA1的N端结构域前50个氨基酸序列的肽，具有高度的选择性和特异性结合并激活AnxA1同源受体，能加速持续炎症的消退并促进巨噬细胞摄取凋亡细胞。为了增加衍生肽的稳定性，Mauro Perretti通过去除cr-AnxA1 2-50的中性粒细胞识别序列，产生了新肽cr-AnxA1 2-48，该肽显示对中性粒细胞介导的降解稳定性增加，显示出高抗中性粒细胞裂解，高亲和力结合ALX，更大程度的抑制中性粒细胞聚集，保护缺血再灌注造成的心肌损伤[9]。

2 膜联蛋白A1与炎症

炎症对宿主防御和恢复组织内稳态有重要作用，但是持续的和过度的炎症可能导致进一步的组织损伤。当身体受到创伤和感染时，体内多种免疫细胞和分子参与的炎症联级反应使身体状况更糟糕，而同时我们的身体产生一系列复杂的机制来阻止炎症的发展。这一系列复杂的机制主要由proresolving分子介导，proresolving分子包括蛋白质，如膜联蛋白A1(AnxA1)，专业proresolving脂质介质(SPMs)，如脂氧素，激素和其他化合物。它们的作用主要是抵抗引起炎症的细胞和分子，促进炎症消退。

膜联蛋白A1调节炎症的特征主要为：(1)AnxA1抑制炎症介质的合成及释放。AnxA1是磷脂酶A2抑制剂，磷脂酶A2(PLA2)是炎症介质释放和合成的关键酶，当PLA2被抑制后，中性粒细胞表面的整合素和脂多糖表达受到抑制，从而抑制中性粒细胞合成释放炎症介质。对于在链脲佐菌素(STZ)诱导的2型糖尿病小鼠模型中发现AnxA1的表达与TNF-α、IL-1β呈负相关；在肺缺血再灌注损伤模型中，AnxA1ac2-26显著减少缺血再灌注组(I/R)内肺组织中性粒细胞趋化因子-1(CINC-1)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)浓度，及蛋白质羰基含量、丙二醛(MDA)含量及髓过氧化物酶(MPO)阳性数目，减少中性粒细胞浸润[10]。(2)AnxA1抑制炎症细胞迁移及黏附。中性粒细胞的细胞质内含有大量的AnxA1，当中性粒细胞黏附到内皮细胞是，AnxA1快速的动员和外化，然后结合FPR2，触发一系列的信号通路，最后导致中性粒细胞的脱离，从而抑制细胞的迁移。在尿酸盐诱导的痛风小鼠模型中，AnxA1 ac2-26预处理减少关节腔内IL-1β和CXCL1水平，从而抑制中性粒细胞迁移到滑膜腔[11]。(3)AnxA1促进细胞凋亡和巨噬细胞胞葬作用(巨噬细胞吞噬凋亡的中性粒细胞)。例如：在小鼠脂多糖诱导的胸膜炎模型中，AnxA1通路的活化，加快中性粒细胞凋亡和促进胞葬作用[4]。在尿酸盐诱导的痛风小鼠模型中，AnxA1诱发caspase依赖性中性粒细胞凋亡，这个影响可能与激活促凋亡程序(caspase-3裂解，增加Bax蛋白的积累和BAD磷酸化)和抑制生存途径(ERK1/2磷酸化，NF-κB活化和Mcl-1蛋白积累)有关，随后促进巨噬细胞胞葬作用，从而抑制痛风炎症[11]。

有趣的是，AnxA1可能有一个双重炎症效应，37kDa的AnxA1裂解产物与促炎作用有关。例如，HUVEC(人脐静脉内皮细胞)离体细胞实验中，fMLP 或IL-8刺激中性粒细胞产生calpain 1(钙蛋白酶1)裂解AnxA1产生33 kDa肽，从而激活内皮细胞ERK(细胞外信号调节激酶)，促进中性粒细胞跨内皮迁移，进而促进炎症的发展[12]。

AnxA1的抗炎细胞通路可能与NF-κB信号通路、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(Akt)及丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)有关。 MAPKs家族包括：p38、ERK、JNK蛋白激酶，调节多细胞事件与炎症介质的产生，MAPK信号通路异常活化导致一系列炎性级联反应。例如：在小鼠心肌缺血再灌注模型中，再灌注开始时用外源性 AnxA1 模拟肽(ac2-26 )处理增加心肌细胞的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(Akt)磷酸化，从而防止心肌细胞损伤并显著改善心脏左室功能的恢复。在链脲霉素诱发1型糖尿病小鼠模型中，用人类重组AnxA1治疗通过抑制MAPK和激活促生存信号通路Akt，减轻糖尿病小鼠心和肾功能障碍[13]。在小鼠肺缺血在灌注损伤模型中，AnxA1ac2-26有效中断小鼠肺IR后激活NF-κB信号通路。从而抑制NF-κB活性降低促炎介质的产生，此外AnxA1ac2-26抑制I/R诱导的MAPK的活化，降低ERK、p38，JNK磷酸化[10]。

3 膜联蛋白A1与增值、纤维化

AnxA1表达与抑制细胞增殖和抗细胞纤维化密切相关；AnxA1可以抑制核p-ERK1/2表达和cyclin D1的表达，从而抑制肺动脉平滑肌细胞的增殖，从而减轻小鼠肝肺综合征(HPS)。Damazo等人发现AnxA1可负调节博莱霉素诱导的肺纤维化。在肿瘤生长因子β(TGF-β)诱导的肾皮质成纤维细胞纤维化模型中，AnxA1抑制α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)与I型胶原基因表达[14-17]。对于在二氧化硅诱导的肺纤维化，AnxA1ac2-26显著降低肺组织CXCL1(KC)，CCL2(MCP-1)，TGF-β和TNF-α水平，有效抑制胶原沉积以及α-SMA在肺组织中表达，从而抑制肺纤维化反应。

4 膜联蛋白A1的展望

大多数抗炎药物，如布洛芬(NSAIDS类)，只是通过阻止促炎症分子的合成，而并没有阻止炎症进程。而膜联蛋白A1能激活抑制炎症的自然通路，这比目前的消炎药物更安全。上调AnxA1的表达和增加AnxA1稳定性可能是调节增殖性及纤维化性疾病的潜在治疗策略；AnxA1的药理调制(如抗裂解制剂)可能成为一种新的限制过度的炎症反应的治疗策略，总之，AnxA1的作用是模仿体内自然抗炎途径而无当前抗炎药物的副作用(呕吐、恶心、便秘、腹泻、溃疡、出血，肝肾功能损害)。故膜联蛋白A1的深入研究有望成为抗炎治疗的新策略。