胸腺素β4研究概况及展望.docx

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胸腺素β4研究概况及展望

胸腺素β4研究概况及展望

1261旦医学预防,诊断治疗用生物制品分册

胸腺素研究概况及展望

军事医学科学院卫生学环境医学研究所（300050）王先远.

金宏高兰兴审校

无津市第一中心医院国际诊疗中心（300192）朱晓颖综述

摘要胸朦素是一由43个氰基酸残基组成的多肚,在机体内分布广泛.胸腺素与机体

免疫功能,神经系统发育,刨伤愈台及叽动蛋白功能均密切相关.本文综述了国外有关胸腺翥4

研究的进展情况.

关键词啕腺索免疫功能神经发育创伤愈合肌动蛋白

胸腺素4是从胸腺素片段5和5A中

分离得到的,属于胸腺素p家族中的一员.

尽管胸腺素阻是从胸腺中分离得到的,但机

体众多组织中均育它的踪迹,在参与调节

细胞及生理活动等一系列过程中呈现功能多

样性,因此自它诞生时起,就引起生物医学工

作者的注意.本文对国外胸腺素p4的研究概

况作一综述.

化学结构

胸腺素p4是由43个氨基酸残基组成的多

肽,分子量4963,等电点5.1,在哺乳动物中高

度保守.与胸腺素a原或类胸腺素不同,胸腺素

84是胞浆蛋白而非核蛋白].并且它只含有较

少的疏水性氨基酸,不含有Iys—LysXaa—Iys

结构区域其氨基酸序列如下一:

1SetAsp—Lys—Pro—AMet—Aia—Giu—Iie

～

GIu一10

1】LysPke—Asp—Lys—Ser—Iys—Leu—Lys—

Lvs--Thr—-20

21Gin—Thr-Gin—-Glu—.Lys——Ash—.Pro—.Leu—

PTo—-Ser—-30

31Lys—Glu—Thr—lie—Glu—Gin—Giu—Lys—

Gk—Ala一40

41Giy—-Giu—-Ser

化学构象研究表明,胸腺素阻是以单链

形式存在及发挥作用,其第31～43残基和第

18～3O残基间是一内部重复区域,有6个氨

基酸相同.虽然存在第4～12残基和第32～

40残基两个高度螺旋区,但是胸腺素阻没

有p转角形成.

生物学分布及表达情况

因为胸腺索口4首先是从胸腺中分离纯化

得到的.因此最早人们认为它是一种胸腺激素

作用于T细胞成熟早期,但是胸腺素p4叉广

泛存在于其他组织,器官和细胞中,其中台量

最高的分别是脾脏,胸腺,肺和腹膜巨噬细胞,

其次是脑,肝,肾脏,睾丸,心脏,甚至非网状内

皮系统的细胞如啦叽细胞啦纤维细胞等也能

合成胸腺素3.胸腺细胞中胸腺素

阻mRNA含量高于胸腺基质细胞7倍,并

且各型血细胞中均有胸腺素S4表达..研究

胸腺素84eDNA发现,胸腺素p4缺少信号

肽.尽管体内也存在一些没有信号肽的分泌

蛋白如白细胞介素1（IL一1）,内皮生长因子

等,但专家们依然认为胸腺素阻不太可能是

分泌蛋白,而有可能是某些细胞基本功能所必

需.

科学家从急性淋巴性白血病人的白细胞

中提取Po|y（A）RNA构建eDNA文库时,得

到一重组质粒含有插入的人胸腺素4基因.

对该质粒进行研究发现,人与大鼠胸腺素口4

生墨堑鲞整塑

有93的同源性.用重组干扰素（IFN一

）处理单核细胞系时,胸腺素84mRNA水

平降低,而用佛波酯处理时胸腺素口4转录增

加.此外,成熟粒细胞中胸腺素口4mRNA

水平明显高于未成熟粒细胞.胸腺素口4基因

表达模式与B细胞中HLA抗原,Fc受体,补

体受体相同.在骨髓瘤细胞中,胸腺素

84mRNA水平与HLAI类抗原,Fc受体

及补体受体同步降低.现有研究结果表明,对

于血清中胸腺素B4的含量看法各异,有人认

为随年龄增加有上升趋势一.有人认为没有

明显变化..也有人认为.由于胸腺素S4不

是分泌蛋白,所以血中的胸腺素阻可能来自

损伤或死亡的淋巴细胞-.这可能由于观察

的对象及其年龄不同或检测方法不同所致.

免疫学功能

胸腺素B4不但在胸腺依赖性淋巴细胞

的调节与分化方面具有重要功能,可显着增

强胸腺细胞,骨髓细胞末端核苷酰转移酶活

性（该酶是一种特异的DNA聚合酶,不需要

模板即可催化任一脱氧桉苷三磷酸在脱氧寡

聚或多聚核苷酸引物的3LOH端的聚合反

应）,抑制巨噬细胞游走活性;胸腺素口4还可

刺激下丘脑促黄体激素释放激素以及黄体激

素的分泌,诱导T细胞系分型转变,在CD4

细胞增殖抑制时激活CD8细胞.

氧硫基胸腺素阻是单核细胞在糖皮质

激素刺激下产生的一种抗炎物质.它作为一

种信号分子抑制炎症反应.在体外氧硫基胸

腺素口4抑制中性粒细胞趋化性反应,在体内

可抑制角叉菜胶引起的鼠爪肿.胸腺素B4的

这种活性可能与氧化形式增强其细胞外信号

功能有关一]研究还发现胸腺索阻对白血

病细胞系有抑制作用,但只有高浓度时才发

挥作用,此时对正常细胞没有影响.此外

胸腺素口4可与粒细胞一巨噬细胞集落刺激因

子（GM—CSF）协同作用促进骨髓祖细胞分

化,并且胸腺素阻的这种作用与肿瘤坏死因

子（TNF）相同,也具有双重性.低剂量刺激

骨髓细胞分化增殖,高剂量则起抑制作

用.胸腺素口4参与免疫作用的另一个证

据是人们在研究HIV—l感染的T细胞,巨噬

细胞时,发现被感染的细胞胸隙素口4翻译量

降低2～3倍,AIDS病人淋巴细胞中胸腺素

84mRNA量减少5倍.

此外,研究发现成纤维细胞株NIH3T3

中胸腺素B4高表达的细胞,对抗TNF或紫

外线诱导的细胞凋亡的能力强2倍而有

意思的是,在静息期用TNF或紫外线处理

细胞,其对抗凋亡的能力则丢失.由于在胸腺

素阻高表达细胞和对照细胞中,bcl2含量

没有差别,而在胸腺素口4高表达细胞中

PP125FAK（一种激酶,与细胞凋亡相关）表

达增加1.4倍,同时,该激酶磷酸化程度也较

对照高两倍.这些证据表明,胸腺素口4可能

具有抗损伤诱导型细胞侗亡的功能.

当然,对于胸腺素口4的免疫作用也有不

同意见.如Bonnet认为,由于胸腺素B4含有

独特的N一末端,与生血抑制因子乙酰四肽序

列（Ac—N—SerAsp—Iys—Pro）相同,所以胸腺

素阻抑制正常骨髓祖细胞生长,妨碍粒细

胞,巨噬细胞系及红细胞系祖细胞生长,减少

它们S相的百分数一.而Moscinski等认为

胸腺素B4不但不抑制骨髓祖细胞分化,还可

在实验后期（第五天）保持GM—CSF诱导的

分化高峰.但是无GM—CSF时,胸腺素阻则

没有这种作用.Zalvide等在NIH3T3细

胞株培养时发现,如无血清或细胞处于静息

期.则检测不到胸腺素[34mRNA;一旦恢复

血清供应,细胞开始增殖,细胞处于G1/s转

换期,胸腺素84mRNA水平即显着增

加.据此他认为胸腺素口4基因被细胞分

化所调节,而不是一个细胞周期调节基因,所

以胸腺素口4不太可能具有调节T细胞分化

功能.

128

在神经系统发育中的重要作用

胸腺素阻的重要性还体现在神经系统

的发育过程中.研究发现胸腺素p4在脑发育

中显示复杂的表达模式,尽管在体内未成熟

的粒细胞表达较高,当粒细胞分化后减弱至

消失,但在星形神经胶质细胞及小神经胶质

细胞中一直高水平表达.原位杂交表

明,胸腺素口4在中枢神经系统及外周神经节

中与神经分化同步高效表达.大鼠前脑中胸

腺素口4表达最高,其中尤以海马形式区,新

大脑皮层,杏仁核,少突神经胶质细胞为

高]给大鼠注射钾盐镁矾（kainite）2～3

小时后,海马和新皮质中胸腺素4mRNA

水平明显增加.从长远来看,钾盐镁矾可诱导

海马CA1,CA3区神经元形成及相关功能结

构,引起上述区域胸腺素4mRNA降解,

但胸腺素阻mRNA水平在钾盐镁矾注射2

星期以后即可恢复..结果说明大鼠前脑几

个区域存在高水平胸腺素阻mRNA,这提

示晌腺素口4可能在大脑这些区域神经元的

产生和再塑过程中起着重要调节作用.

促进创伤愈合

国外最新报道表明胸腺素阻具有促进

剖伤愈合功能.原位杂交研究发现,内皮细胞

在形态学分化至形成管状时,胸腺素阻的

mRNA量增加5倍”Ⅲ转染胸腺素口4的

内皮细胞克隆显示内皮细胞附着及在培养基

中伸展增加,管状形成加速.而使用胸腺素

口4反义核酸则抑制管状形成.这些研究提

示胸腺素阻可能通过介导内皮细胞分化,从

而在血管形成中起重要作用.对脐静脉内皮

细胞来说,胸腺素阻是一种化学诱引剂,可

使内皮细胞迁移增加4到6倍,并且胸腺素

口4的促迁移活性是内皮细胞特异的.使用胸

腺素B4不但显着增加内皮细胞向培养单层

《国外医学》预防,诊断,治疗甩生物制品分册

刮擦损伤区域迁移,还可促进培养基金属蛋

白酶产生（该酶可在血管生成时降解基底膜

培养基）.皮下移植实验还证实胸腺素口4在

体内也可刺激细胞迁移.这些证据则表明

胸腺素4促血管生成功能的第二条途径可

能是通过刺激内皮细胞迁移实现的.

血管生成是机体损伤后修复的一个基本

步骤,因而血管再生程度是剖伤愈合的一个

重要指标.在大鼠完全厚度损伤模型研究中

发现,无论是表面应用还是静脉注射胸腺素

口4,均可使伤口上皮形成增加.与盐水对照组

相比,伤后4天上皮再生增加42,伤后7

天增加61.与此同时,伤后7天伤口收缩

至少11,伤口处胶原沉积和血管生成均增

加.此外,10pg胸腺素p4作用4～5小时后,

可刺激角化细胞迁移增加2～3倍.可见

胸腺素4是一潜在的多功能性,具有临床应

用价值的伤口愈合因子.

肌动蛋白分离剂

现在,人们倾向于认为,胸腺素阻在免

疫系统,神经系统以及创伤愈合方面的作用,

均与胸腺素分离肌动蛋白并保持肌动蛋

白单体库平衡有关,因为肌动蛋白是构成细

胞内微丝系统功能的一个先决条件.一般认

为胸腺素p4是依化学计量法结合肌动蛋白

并维持细胞中肌动蛋白单体库的稳定.胸腺

素阻结合MgATP肌动蛋白的自由能决定

于反应起始时的焓（对CaATP肌动蛋白来

说决定于熵）,二者结合伴随着结合水的分

离.当胸腺素口4的C末端靠近并结合于

MgATP肌动蛋白4O位His附近时,肌动蛋

白水解位点（第二亚功能域46位Gly）的水

解速度增加12倍.而Feinberg则认为胸

腺素B4也可通过N一末端第5～20位氨基酸

残基形成a螺旋与肌动蛋白单体结合.可

见,胸腺素阻可改变肌动蛋白单体的构象和

结构动力学.这可能正是胸腺素阻分离肌动

至蔓鲞塑塑

蛋白单体阻止核苷酸结合的独特性.

文献表明,在高移动性的血细胞中,胸腺

素阻的浓度可达300皮摩尔.而胸腺素阻

作为G一肌动蛋白分离剂时其浓度较低,只有

不到20皮摩尔.胸腺素阻浓度增加时,由于

与F一肌动蛋白相互作用,使F一肌动蛋白解聚

合能力降低.可见胸腺素34可能不仅仅

与一种或几种肌动蛋白起作用.这可能正是

胸腺素阻具有调节细胞内微丝系统功能的

因.

小结

综上所述,胸腺素阻不但在调节免疫系

统,神经系统功能和发育方面具有重要作用,

还可调节肌动蛋白的聚合与分离.而最重要

的.也是今后最有发展前途的则是其血管再

生作用,因为血管再生是创伤后愈合的前提

条件.目前基础医学研究和临床应用研究均

集中于这一方面,这也是胸隙素口4将来应用

于I描床的主要方向

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（20011130收镐2001—12—24修回）

在转基因植物和动物中生产蛋白质

摘要对大量治疗用蛋白的需求激发了对转基因植物和转基固动物的兴趣.用此途径生产的

第一个商业产品已获成功,这预示了未来将RJN这些天然生物反应器来大量生产药用蛋白.

关键词转基因植物转基固动物生物反应器

在转基因植物和动物中廉价生产数以公斤计的重组蛋白已经造就了一个新型产业

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