腓骨蛋白
腓骨蛋白目前有7种成员。除了腓骨蛋白了,所有腓骨蛋白都出现在心血管的发育过程中,且大多数都是在损伤后被诱导。像其他大多数血管壁基质蛋白一样,腓骨蛋白通过与整合素相互作用来发挥其功能。然而,腓骨蛋白最具有特点的活性并不是它们与整合素的相互作用,而是与其他细胞外基质蛋白如弹性蛋白、纤迕蛋白和蛋白多糖等的相互作用。腓骨蛋白与纤连蛋白一起参与血液凝固。腓骨蛋白和弹性蛋白原之间的相互作用协助弹性蛋白的排列组合。腓骨蛋白 1和腓骨蛋白2还可以与聚合蛋白多糖如多功能蛋白聚糖、聚集蛋白聚糖以及其他凝集素样聚糖的C型凝集素样结构域结合。
腓骨蛋白 4 的缺三会导致弹性蛋白产生的终止。腓骨蛋白4缺陷的 Fbin4
-/-小鼠表现出肺和血管的缺陷,包括肺气肿、动脉迂曲、不规则动脉、动脉瘤、血管破裂以区由此产生的出血。小鼠产前死亡。在e12.5 天时,小鼠表现为降主动脉缩窄。小鼠没有发育完整的弹性蛋白,只有一些不规则的弹性蛋白聚集在小鼠皮肤和肺部。锁链素分析显示弹性蛋白的交联在这些小鼠中大大减少,尽管弹性蛋白原和赖氨酰氧化酶 mRNA在小鼠肺部的表达并没有受到影响。从平滑肌细胞特异性腓骨蛋白 4缺失型小鼠中分离的平滑肌细胞表现出不成熟的平滑肌细胞表型,如平滑肌肌球蛋白重链表达减少等,动脉壁乎滑肌收缩基因表达下降,平滑肌细胞增殖减少,中膜降解。这些小鼠同全身 FbIn4 完全敲除的小鼠一样,也会发生升主动脉的动脉瘤及动脉迂曲,以及 ERK1/2 表达的显著上调。通过在 MUS81 基因下游置人 TKneo 靶向片段进行转录干扰,可以产生腓骨蛋白4 表达降低的 Fbln4
r/r小鼠。这些小鼠表现为升主动脉扩张以及动脉迂曲、硬化,从而导致弹性蛋白纤维网络紊乱。它们的主动脉瓣瓣叶增厚,并伴有主动脉辦的狭窄和功能不足。
腓骨蛋白 5,也称为发育动脉和神经嵴 EGF样蛋白 ( developing arteries and neural crest EGF-like protein, DANCE),是一种来源于血管基底膜、内皮细胞和平滑肌细胞的细胞外基质,并且还可以像腓骨蛋白 4一样调节弹性纤维的排列和组合。它可以在发育血管以及成熟血管中表达,因此在血管形成中起着重要作用。腓骨蛋白5 与整合素结合,使弹性蛋白原定位于微纤维,因此它参与了弹性蛋白的排列组合。没有腓骨蛋白 5,弹性蛋白就无法形成功能性纤维。人腓骨蛋白5 表达的改变与胸主动脉夹层的形成相关。TAA 患者器官捐赠者的研究显示,动脉弹性蛋白和腓骨蛋白5 的mRNA表达水平下降。腓骨蛋白5的表达量下降与弹性蛋白减少显著相关。TAA 患者平滑肌细胞的原代培养显示,腓骨蛋白 5的mRNA 水平较正常的平滑肌细胞减少 38%。腓骨蛋白 5缺失的FbIn5
-/-小鼠表现为平滑肌细胞增殖和迁移增强、皮肤松驰以及动脉迂曲、弹性蛋白杂乱。腓骨蛋白 5缺失的FbIn5
-/-小鼠缺乏功能性交联的弹性蛋白纤维,微结构特征缺失,缺少一般领总动脉的双轴力学应答,尽管多光子显微镜显示胶原蛋白组织中的变化可忽略不计。
脉管系统中腓骨蛋白 2 的表达受损伤调控。它在小鼠动脉粥样硬化病变或机械性损伤颈内动胁的富含乎滑肌细胞区域有高表达,并与蛋白聚糖和透明质酸共定位。用干扰腓骨蛋白2和多功能蛋白聚糖相互作用的肽(纤连蛋白III 3~5和聚集蛋白聚糖 C 型凝集素样结构域)处理可以阻断平滑肌细胞迁移。在Fbln2
-/-FbIn5
-/-双敲除的小鼠中,所有弹性蛋白层,包括内层弹性蛋白,均出现严重紊乱,但这种现象在Fbln2
-/-单敲除的小鼠中并末出现,FbIn5
-/-单敲除的小鼠中紊乱程度也明显减轻。在Fbln2
-/-FbIn5
-/-双敲除的小鼠中,VCAM1 和组织因子表达上调,血栓形成增加,血管显著扩张,颈总动脉结扎损伤后血管壁变薄。因此,腓骨蛋白 2、4、5是血管壁的重要细胞外基质,直接参与弹性纤维的交联和排列组合以及相关的细胞生物学效应。
(摘自《血管生物学》第2版)