唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素-9在多种疾病中作用机制的研究进展

曹 玲, 袁小亮

(赣南医学院 1.2017级硕士研究生；2.第一附属医院呼吸内科，江西 赣州 341000)

唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素(sialic acid-binding immunoglobulin-like lectins，siglecs)家族是一类能识别含唾液酸配体的跨膜蛋白，是Ⅰ型凝集素主要的一个亚群[1]。哺乳动物中目前所发现的Siglecs基于进化保守性和序列相似性可分为两大类，第一组由Sn(sialoadhesin，Siglec-1)、CD22(Siglec-2)、MAG(myelin-associated glycoprotein，Siglec-4)和Siglec-15组成；第二组是CD33相关的唾液酸结合免疫球蛋白类凝集素(CD33-related Siglecs, CD33rSiglecs)，包括人类10个(Siglec-3、-5、-6、-7、-8、-9、-10、-11、-14、-16)及鼠类5个(Siglec-3、-E、-F、-G、-H)，它们具有50%～80%的序列相似性[1-2]。其中人Siglec-9与鼠Siglec-E具有高度同源性，而人类中Siglec-9与Siglec-7结构序列高度相似。Siglec家族中的大多数成员为抑制性受体，包括Siglec-9。目前已有多项研究表明Siglec-9可能参与多种疾病的发病机制(包括感染性疾病、自身免疫性疾病及癌症)并在免疫反应中发挥重要作用，但其调节免疫应答的机制尚不完全明确，而进一步研究Siglec-9在疾病中的作用机制对临床诊疗具有重要意义。本文就目前Siglec-9在疾病中作用机制的研究进行总结。

1 Siglec-9的生物学特征

Siglec-9又称为CD329，含有463个氨基酸，其基因位于19号染色体长臂上[3-4]。Siglec-9广泛表达于免疫细胞表面，如中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞以及自然杀伤(natural killer，NK)细胞等[1]。所有CD33rSiglecs成员的序列类似，是Ⅰ型跨膜蛋白。Siglec-9胞质外部包含免疫球蛋白样的N-末端一个V区结构域和两个C2区结构域，其中V区是与唾液酸结合的部位；而在胞质内尾部包括一个免疫受体酪氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM)和一个ITIM-like序列[5]。Siglec-9近膜端的ITIM基序上酪氨酸残基磷酸化后可募集蛋白酪氨酸磷酸酶SHP-1和SHP-2(Src homology 2 domain-containing protein tyrosine phosphatase 1/2)[6-8]，并使酪氨酸酶磷酸化被激活，从而下调或抑制下游的细胞内激活信号。因此，Siglec-9为细胞表面上的抑制性受体。

Siglecs的配体主要是含唾液酸的糖蛋白或糖脂。Siglecs与配体的结合方式大致相同，可分为两大类，一是顺式结合(cis interactions)，即与同一细胞膜上的唾液酸配体(顺式配体)相结合；二是反式结合(trans interactions)，是与其它细胞膜表面的唾液酸配体(反式配体)相结合[6,9]。同一细胞膜上局部形成高浓度唾液酸可与Siglec顺式结合，直接作用或掩盖Siglec的唾液酸结合位点，从而减弱反式结合。免疫细胞上的Siglec-9优先与末端以α(2,3)-和α(2,6)-形式连接的唾液酸配体相结合[10]，介导细胞与细胞及细胞与病原微生物之间的免疫应答，抑制免疫细胞的活性而有利于病原微生物的生存和肿瘤细胞的免疫逃逸[11-15]。另外，血管粘附蛋白-1(vascular adhesion protein-1，VAP-1)是调节白细胞迁移到炎症部位的一个重要分子，Siglec-9作为它的一个白细胞配体，可用于正电子发射断层扫描(positron emission tomography,PET)成像而协助炎症和癌症的诊断[16]。

可溶性Siglec-9(soluble Sleclec-9，sSleclec-9)是Siglec-9的胞外部分，其功能可能是通过竞争性抑制Siglec-9与其配体的结合，防止下调宿主的免疫应答而有助于抗菌作用[17]，并可以通过抑制肿瘤相关的粘蛋白1(mucin1，MUC1)介导的下游信号转导而发挥抗肿瘤作用[18]。

2 Siglec-9在多种疾病中的作用机制

2.1肺部疾病Siglec-9配体在人的肺部组织中(粘膜下腺、上皮细胞和结缔组织)广泛分布，并与中性粒细胞性炎症的分布保持一致[19]，这可能与Siglecs-9参与调节中性粒细胞功能有关。而炎症导致Siglec-9配体在肺部组织中的表达上调，可能有助于控制肺部炎症[20]。

Zeng等[21]发现在慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)患者的肺泡和外周血中，中性粒细胞上的Siglec-9表达增加。同时香烟提取物(cigarette smoke extract，CSE)、脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)、一些细胞因子和地塞米松(dexamethasone，DEX)可上调Siglec-9的表达，并进一步发现DEX可能通过上调Siglec-9的表达而对中性粒细胞产生抗炎作用。sSiglce-9在COPD患者中表达也增加，并通过竞争性抑制Siglec-9与其配体的结合而增加中性粒细胞的氧化爆发和对白细胞介素(interleukin，IL)-8的趋化性。另有研究表明通过对COPD患者的Siglec-9基因型与临床特点的分析，发现某些变异型Siglec-9减弱了对炎症反应中免疫细胞活化的抑制作用，可能是肺气肿发展的一个危险因素[22]。

在急性肺部炎症小鼠模型中，Siglec-E缺陷小鼠肺部的中性粒细胞募集增加[23]。另外鼠Siglec-E是通过促进NADPH(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)氧化酶活化而抑制中性粒细胞向肺部的募集[24]，由此推测与其同源的人Siglec-9也可能通过类似的方式调节中性粒细胞的功能，抑制肺部炎症。因而综合考虑，Siglec-9可能成为中性粒细胞性肺部炎症(包括部分COPD、重症哮喘等)的免疫抑制治疗新靶点。

2.2肿瘤肿瘤细胞可利用上调抑制性分子来抑制宿主免疫系统而实现免疫逃逸，包括PD-L1(programmed death-ligand 1)、Siglec-9配体等[25-28]。另外，肿瘤细胞表面的唾液酸化改变对肿瘤的进展具有重要意义[29]，特别是与Siglecs结合调节免疫细胞功能[30]。已发现表达Siglec-9 的单核细胞在多种肿瘤组织中增加，包括非小细胞型肺癌等[28]。

MUC1是一类含唾液酸聚糖的跨膜糖蛋白[31-32]，在多种肿瘤组织中异常表达[33]，可作为Siglec-9配体直接与Siglec-9结合。肿瘤细胞表达的MUC1与免疫细胞表面的Siglec-9相结合一方面直接抑制抗肿瘤免疫，另一方面触发MUC1介导的信号转导，诱导募集β-连环蛋白(β-catenin)进入细胞核导致肿瘤细胞生长。在sSiglec-9转基因小鼠中，表达MUC1的乳腺肿瘤细胞的增殖被抑制，并且MUC1表达趋于减少[18]。研究发现sSiglec-9是通过抑制MUC1介导的下游信号转导而抑制肿瘤增殖，但在体外细胞研究中不存在这种抗肿瘤作用[31]。造成此结果的差异可能取决于多种因素，如体内实验环境影响比体外实验更复杂等。

另一方面，巨噬细胞表面表达的Siglec-9或Siglec-E可能又抑制向促进肿瘤的M2型巨噬细胞分化[1,28]。Heinz Läubli等发现在Siglec-E缺陷小鼠中M2型巨噬细胞数量更多，肿瘤生长得更快，表明Siglec-E可限制肿瘤生长；并且Siglec-9存在多态性，K131Q型Siglec-9与配体结合减少，可改善非小细胞肺癌(NSCLC)患者的早期存活率[28,34]。总体而言，Siglec-9对肿瘤的作用是复杂的，在肿瘤细胞生长的不同阶段可能不同。

2.3自身免疫性疾病Siglec-9在类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)中表达也上调，通过促进抑炎的调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)分化并以一定的依赖性方式抑制促炎的辅助性T细胞17(T helper cell 17,Th17)分化，从而抑制胶原诱导的关节炎[35]。在RA患者的血清和关节滑液中，sSiglec-9的水平也升高，并且与RA疾病的严重程度相关。可能因用于实验的动物和条件不同，Takuya Matsumoto 等[36]研究结果与此相反，sSiglec-9显著抑制关节炎的发病率和严重程度，并通过体外实验发现是通过抑制核因子-κB(nuclear factor-kappaB，NF-κB)途径减弱M1巨噬细胞的活性而发挥抗炎作用。另外, Siglec-9可特异性结合VAP-1，借助放射性核素68Ga标记Siglec-9肽，通过PET成像检测血管中VAP-1，可清楚地显示滑膜炎，有助于RA的早期诊断[37]。

但在系统性红斑狼疮中，单核细胞和中性粒细胞上Siglec-9的表达未见明显改变，而Siglecs家族的另一成员Siglec-14表达增加[38]。

2.4脓毒症虽然在脓毒症早期，免疫应答是机体的保护性反应，而随后持续过强的免疫应答会导致器官功能障碍。所以通过适时、适当干预免疫应答对改善脓毒症的进展有益。

巨噬细胞的极化及所产生的细胞因子在脓毒症发展中起到重要作用[39]。前面已介绍Siglec-9可以调节巨噬细胞的极化，促进向抑制炎症的M2型分化。另一方面，Siglec-9/Siglec-E与免疫细胞上Toll样受体4(toll-like receptor 4，TLR4)相互作用也参与了脓毒症的发病机制；Siglec-9/Siglec-E介导 TLR4的内吞，可能通过影响其信号转导和降解来调控其活性，进而改变下游细胞因子的表达[40-42]，具体机制有待进一步研究。已通过体外实验表明，Siglec-9活化后可通过抑制LPS诱导的TLR4信号转导，导致促进巨噬细胞中抑炎细胞因子IL-10的产生，并抑制促炎细胞因子IL-6和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)的产生[43-44]。因此，Siglec-9作为免疫抑制性受体可能成为脓毒症抗炎治疗的一个新策略。

2.5其它细菌表面的唾液酸化改变可增强细菌的毒力，并有助于细菌在宿主体内生存[45]。如B族链球菌(group B streptococcus，GBS)与中性粒细胞上的Siglec-9结合，导致氧化爆发和中性粒细胞胞外诱捕网(neutrophil extracellular traps，NETs)形成受损，从而抑制宿主免疫应答并有利于病原微生物的生存[13]。在转基因小鼠中，sSiglec-9可以通过恢复中性粒细胞的免疫应答而抑制GBS感染[17]。

人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)-1可通过表面唾液酸化的糖蛋白120(glycoprotein 120，gp120)与Siglec-1、-3、-9相互作用，促进了巨噬细胞的感染[46]。而在慢性乙型肝炎中，发现HBV感染的肝组织中Siglec-9配体表达增加；Siglec-9阳性的NK细胞表达减少，并与血清乙型肝炎e抗原和乙型肝炎病毒(hepatitis B virus, HBV)DNA滴度呈负相关；而实现持续病毒应答患者的NK细胞上Siglec-9表达恢复至正常水平[47]。另外，阻断Siglec-9可逆转对NK细胞的抑制。总体表明Siglec-9作为NK细胞表面抑制性受体，参与调节免疫并与HBV在宿主体内的持续存在有关，但具体机制尚不明确。

3 结 语

综合目前多项研究发现Siglec-9作为免疫细胞上抑制性受体，参与了多种疾病的发病机制，主要是抑制机体免疫应答；另一方面，Siglec-9在不同的疾病或是同一疾病的不同时期中扮演的角色可能不同，对疾病的发展有利有弊。但Siglec-9具体的作用机制尚不完全明确，有待进一步研究。而sSiglce-9可能通过竞争性抑制作用减弱Siglce-9的功能，正向调节免疫功能，但在目前的体内、体外实验结果中尚存有争议。

另外，Siglec-9可能作为一个潜在的生物学标志，有助于某些疾病的诊断、分期和治疗。利用激活Siglec-9的免疫抑制作用作为治疗策略，可以抑制炎症的持续发展，为自身免疫性疾病、过敏性疾病等提供新的选择。另一方面，抑制或阻断Siglec-9的活性可增强免疫应答，对肿瘤、感染性疾病等可提供新的治疗靶点。总之，深入研究Siglec-9的作用机制对疾病诊疗具有十分深远的意义。