PC-PLC調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)及細胞生理過程的分子機制研究進展

1、PC-PLC調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)及細胞生理過程的分子機制研究進展 08-07-14 11:36:00 作者：董志武蘇樂苗俊英編輯：studa20【摘要】 磷脂酰膽堿特異性磷脂酶C （PC-PLC）是存在于多種細胞中的一種磷脂酶，能催化激活下游信號分子，參與細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，調(diào)節(jié)細胞增殖、分化和凋亡過程，并在細胞免疫和炎癥的發(fā)生與維持過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。進一步的深入研究將推動PC-PLC在基礎(chǔ)研究和臨床應(yīng)用上的發(fā)展。 【關(guān)鍵詞】 磷脂酰膽堿特異性磷脂酶C信號轉(zhuǎn)導(dǎo)炎癥反應(yīng)凋亡細胞增殖細胞分化磷脂酰膽堿特異性磷脂酶C（phosphatidylcholine-specific phospholipase，PC-P

2、LC）是磷脂酶的一種，存在于多種細胞的胞膜中。不同物種的PC-PLC相對分子質(zhì)量不同，同物種不同組織中其相對分子質(zhì)量也有差別，可能與純化條件有關(guān)。PC-PLC的分布具有細胞特異性，隨細胞生理狀態(tài)發(fā)生變化。 不同PC-PLC具有不同最適pH和對二價離子的要求。PC-PLC可以分為Ca2+ 依賴性PC-PLC和非Ca2+ 依賴性PC-PLC兩種。Ca2+ 依賴性PC-PLC的最適Ca2+ 離子濃度約為1.5 mmol/L1。PC-PLC可以專一水解磷脂酰膽堿中甘油3位羥基與磷酸膽堿之間的酯鍵，產(chǎn)生磷酸膽堿（ PCho ） 和第二信使二酯酰甘油 （DAG）。PC-PLC通過不同信號通路參與調(diào)控細胞增

3、殖、分化和凋亡等生理過程2，在一些病理反應(yīng)中也發(fā)揮重要功能。 D609（tricyclodecan-9-yl-xanthogenate）是 PC-PLC的特異性抑制劑，與PC-PLC的活性部分結(jié)合從而抑制磷脂酰膽堿的水解3，經(jīng)常被用于研究PC-PLC的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。 1PC-PLC與炎癥反應(yīng)調(diào)節(jié) PC-PLC在炎癥相關(guān)細胞因子介導(dǎo)的信號通路中扮演重要角色。白細胞介素1（IL-1）、腫瘤壞死因子（TNF-）、脂磷壁酸（lipoteichoic acid ， LTA）、脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）和干擾素（IFN）等炎癥細胞因子通過激活PC-PLC信號通路誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)，即

4、激活PC-PLC產(chǎn)生二?；视王ィ―AG），活化蛋白激酶C（PKC），分別激活下游信號分子，如環(huán)氧酶2（COX2）、NO-cGMP、促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）、神經(jīng)酰胺（Ceramide）等，導(dǎo)致炎性因子，如前列腺素（PGE2）的合成釋放。 一些炎癥細胞因子，例如TNF-和IL-1，能激活磷脂酶A2（PLA2）和PC-PLC從而水解PC。人氣管平滑肌細胞中，TNF-以時間和濃度依賴方式提高COX2表達和PGE2的合成， D609能抑制TNF-刺激引起的上述效應(yīng)，說明TNF-通過激活PC-PLC誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)4。腸炎癥疾病患者的腸黏膜中能檢測到微粒體前列腺素合酶的活性，有關(guān)信號通路為：TNF

5、-激活 PC-PLC，活化 PKC，生成 NO，提高cGMP 水平，激活PKG信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，誘導(dǎo)產(chǎn)生前列腺素合酶5。 某些慢性炎癥主要表現(xiàn)為PKC-的消耗。利用IFN刺激RAW 264.7 巨噬細胞激活PC-PLC，繼而DAG釋放，Ca2+內(nèi)流。伴隨著PKC-激活，持續(xù)損耗PKC-6。LTA是革蘭氏陽性菌細胞壁的主要成分，一些體內(nèi)外的實驗?zāi)Ｐ投伎梢杂^察到LTA刺激產(chǎn)生免疫應(yīng)答。LTA激活大鼠皮層神經(jīng)元中的PC-PLC，后者激活PKC，順序激活ERK途徑7。在RAW 264.7巨噬細胞中，LTA可以激活PC-PLC和磷肌酰肌醇特異性磷脂酶C（PI-PLC）從而誘導(dǎo)PKC活化，然后順序激活NF-B

6、，最后使可誘導(dǎo)的一氧化氮合酶（iNOS）表達、NO釋放8。 LPS可以誘發(fā)脂筏（lipid raft）中鞘磷脂水解產(chǎn)生神經(jīng)酰氨、PKC-磷酸化和TLR4的組裝，向下激活MAPK激酶家族和細胞因子。LPS募集并活化TLR4，誘導(dǎo)巨噬細胞活化的過程，需要依賴CD14激活PC-PLC產(chǎn)生神經(jīng)酰氨9。IL-4與細胞表面的CD14結(jié)合后PC-PLC激活 JAK1-STAT6信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。 PC-PLC在NK細胞介導(dǎo)的細胞毒性和溶解酶顆粒胞外分泌的過程中發(fā)揮作用。PC-PLC在NK細胞的外膜高水平表達，其表達水平與CD16受體相關(guān)；在B淋巴細胞和一些TCR / T淋巴細胞中低水平表達，CD4（+）和 CD

7、8（+）T淋巴細胞中沒有表達。高水平的PC-PLC在細胞膜上表達是NK細胞的特性，并與NK細胞殺傷敏感細胞的能力明顯有關(guān)。 PC-PLC還可以調(diào)節(jié)溶酶體介導(dǎo)的IL-1的分泌，與動脈粥狀硬化的炎癥反應(yīng)也有密切聯(lián)系。 2PC-PLC與凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo) PC-PLC在許多真核細胞中傳遞凋亡信號，參與調(diào)控淋巴細胞、白血病細胞、肝癌細胞、血管內(nèi)皮細胞和神經(jīng)細胞的凋亡過程。 在淋巴細胞中， TNF-與其受體Fas/Apo1（CD95）結(jié)合，活化PC-PLC，后者水解PC產(chǎn)生DAG，DAG激活酸性鞘磷脂酶（aSMase），催化產(chǎn)生神經(jīng)酰胺，從而激活NF-B通路4，。 利用D609抑制單核白血病細胞株U937中P

8、C-PLC活性從而抑制鞘磷脂合酶，改變神經(jīng)酰氨和DAG的水平，可以誘導(dǎo)U937細胞凋亡。Fas/CD95在誘導(dǎo)白血病細胞株Jurkat細胞凋亡過程中，激活鞘磷脂酶產(chǎn)生神經(jīng)酰氨，分泌源于棕櫚酸的自由脂肪酸（freee fat acid, FFA）。PC-PLC的抑制劑D609和DAG脂肪酶的抑制劑RHC-80267可以抑制來源于棕櫚酸的FFA的分泌，說明在Fas誘導(dǎo)的凋亡過程中，F(xiàn)FA的分泌是由PCPLC催化產(chǎn)生的DAG調(diào)節(jié)的。據(jù)報道FFA可以觸發(fā)Jurkat細胞凋亡，說明PC-PLC間接促進了Jurkat細胞凋亡，。此信號通路也與肝臟腫瘤的發(fā)生有關(guān)。與正常肝臟細胞比較肝癌細胞中PC-PLC的上

9、游信號通路被阻斷。利用抗Fas （CD95） 抗體和神經(jīng)酰胺誘導(dǎo)肝癌細胞發(fā)生凋亡的過程中PC-PLC發(fā)揮重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。 內(nèi)皮細胞具有抵抗Fas等凋亡誘導(dǎo)劑的誘導(dǎo)凋亡作用，但可以通過去除血清和生長因子的方法來誘導(dǎo)其凋亡。苗俊英等研究發(fā)現(xiàn)PC-PLC的抑制劑D609可以抑制去除血清和生長因子引起的血管內(nèi)皮細胞凋亡，抑制效果呈作用劑量-時間的依賴性。趙啟韜等發(fā)現(xiàn)，響尾蛇毒在誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細胞凋亡時上調(diào)膜整連蛋白4和p53蛋白的表達，4從細胞膜轉(zhuǎn)入細胞核；抑制PC-PLC可以抑制血管內(nèi)皮細胞凋亡，同時4的水平下降，其轉(zhuǎn)移受到抑制。趙靜等4研究發(fā)現(xiàn)黃樟素氧化物（SFO）誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細胞凋亡過程中Fa

10、s，4和p53的表達上調(diào)，非Ca2+ 依賴的PC-PLC活性和細胞內(nèi)的ROS水平下降。劉霞等研究表明PC-PLC可能通過調(diào)節(jié)Akt磷酸化、p53的表達和影響細胞周期來控制血管內(nèi)皮細胞凋亡。程軼喆等研究表明，PC-PLC與血管內(nèi)皮細胞的凋亡和老化相關(guān)。在年輕的血管內(nèi)皮細胞中，抑制PC-PLC可以抑制因去除生長因子引起的細胞凋亡并抑制由凋亡引起的p53表達上調(diào)；但在年老的血管內(nèi)皮細胞中，抑制PC-PLC不能抑制細胞凋亡。抑制PC-PLC在年輕和年老的血管內(nèi)皮細胞中都可以降低細胞內(nèi)活性氧水平。 PC-PLC通過另外的機制調(diào)節(jié)神經(jīng)細胞凋亡。PC-PLC是谷氨酸（Glu）誘導(dǎo)未成熟的皮層神經(jīng)細胞和海馬神

11、經(jīng)細胞HT22凋亡所必需的。Glu通過抑制胱氨酸的吸收，降低細胞內(nèi)谷胱甘肽（GSH）水平，從而激活12-脂肪氧化酶 （12-LOX）。12LOX的產(chǎn)物活化鳥苷酸合成酶，胞內(nèi) cGMP 水平升高，激活Ca2+ 通道，引起胞內(nèi)Ca2+ 積累，最終導(dǎo)致細胞凋亡。抑制PC-PLC的活性，可以恢復(fù)細胞吸收胱氨酸的能力，維持細胞內(nèi)GSH正常水平，抑制凋亡。 呂欣等28研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)原代培養(yǎng)的鼠神經(jīng)細胞中PC-PLC活性被其特異性抑制劑D609抑制時，細胞存活信號被阻斷，存活率明顯下降。 3PC-PLC與細胞增殖信號的傳遞 PC-PLC經(jīng)生長因子、IFN等信號刺激而活化可導(dǎo)致成纖維細胞，星型膠質(zhì)細胞等增殖。轉(zhuǎn)染

12、外源PC-PLC，產(chǎn)生DAG，活化PKC-，激活Ras-MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，可以使小鼠成纖維細胞（NIH 3T3） 細胞出現(xiàn)表型轉(zhuǎn)化。在成纖維細胞株中，PC-PLC參與血小板衍生生長因子（platelet derived growth factor, PDGF）激活的MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。被激活的PC-PLC水解PC產(chǎn)生DAG，激活PKC-， Raf-1磷酸化，激活MAPK，啟動DNA合成和細胞分裂。轉(zhuǎn)染Ras等原癌基因可調(diào)節(jié)PC-PLC的活性，在腫瘤的發(fā)生與發(fā)展中發(fā)揮重要作用。用PDGF，IFN和12-O-十四烷-13-醋酸鹽誘導(dǎo)NIH3T3成纖維細胞后1060 min內(nèi)，PC-PLC從核

13、周胞質(zhì)區(qū)轉(zhuǎn)位到質(zhì)膜上。在用PDGF處理細胞60 min后，整體PC-PLC活性升高5倍，質(zhì)膜中PC-PLC活性升高2倍，核中PCPLC活性升高4倍。用D609預(yù)處理并不能降低PC-PLC的活性，但阻止了PC-PLC的重新分布。這些實驗結(jié)果說明PDGF通過激活PC-PLC誘導(dǎo)NIH3T3成纖維細胞增殖31。 成纖維細胞生長因子受體（fibroblast growth factor, FGFR）是存在于PC-PLC上游的信號通路分子，PC-PLC可能通過產(chǎn)生DAG參與bFGF刺激的視網(wǎng)膜細胞軸突生長 2。PC-PLC可以從轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)COX2的合成，活化小膠質(zhì)細胞。 范傳東等3研究發(fā)現(xiàn)低濃度的氯

14、代奎寧（CQ）可以抑制肺癌A549細胞增殖，而D609能有效抑制低濃度CQ對細胞存活率的影響，說明PC-PLC參與抑制A549細胞增殖。 4PC-PLC與細胞分化 王楠等4發(fā)現(xiàn)，經(jīng)D609處理的血管內(nèi)皮細胞，9 h后部分細胞呈現(xiàn)出神經(jīng)細胞樣形態(tài)，用D609處理骨髓基質(zhì)干細胞3 h后部分細胞呈現(xiàn)神經(jīng)細胞樣形態(tài)，并且表達神經(jīng)元表面標(biāo)記神經(jīng)特異性烯醇酶（neuron-specfic enolase, NSE） 。說明PC-PLC在維持細胞既定狀態(tài)，抑制血管內(nèi)皮細胞和骨髓基質(zhì)細胞的分化中的重要作用。D609抑制PC-PLC可誘導(dǎo)小鼠間充質(zhì)干細胞向神經(jīng)細胞樣轉(zhuǎn)變5。 趙靜等6研究表明,經(jīng)bFGF處理的雞胚盤向血管內(nèi)皮細胞分化中，Ca2+依賴性PC-PLC無明顯變化；非Ca2+依賴性PC-PLC活性在24 h內(nèi)明顯升高，隨著分化完成而逐漸降低，經(jīng)D609處理的一組細胞不出現(xiàn)分化。 杜春青等7發(fā)現(xiàn)D609可以改變?nèi)朔伟〢549細胞形態(tài)，向型肺泡上皮細胞分化，表現(xiàn)出形成肺泡結(jié)構(gòu)的能力，同時，細胞集中于G0/G1期， S期和 G2/M 期細胞數(shù)量大大減少。結(jié)果表明PC-PLC對于保持A549細胞狀