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编号:10249560
肺表面活性物质相关蛋白A研究现状
http://www.100md.com 《中国危重病急救医学》 2000年第1期
     作者:郝嘉 肖颖彬

    单位:郝嘉(第三军医大学新桥医院心外科,重庆 400037);肖颖彬(第三军医大学新桥医院心外科,重庆 400037)

    关键词:

    中国危重病急救医学000128 分类号:Q51 文献标识码:A

    文章编号:1003-0603(2000)01-0060-02▲

    肺表面活性物质相关蛋白A(pulmonary surfactantassociated protein,SPA)为最先发现且在肺泡Ⅱ型上皮细胞(ATⅡ)中强烈表达、信号最为丰富的蛋白,它是肺表面活性物质(pulmonary surfactant,PS)的重要组分之一,其功能及合成分泌调控复杂,临床意义重大。本文对SPA的生物学特性、生理功能、分泌调节及其临床意义的研究现状,综述如下。
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    1 SPA的生物学特性

    PS中SP占5%~10%,磷脂占90%。SPB和SPC为小分子疏水性蛋白,而SPA和SPD为大分子亲水性蛋白。SPA为6个3联螺旋亚单位组成的18聚体大分子复合物,相对分子质量为700 000,由248个氨基酸组成,结构中胶原样区域为多聚化3联螺旋体结构,位于肽链N端,SPA与磷脂相互作用的区域可能在此区域内。现已确定了3种人类SPA基因,其核苷酸序列基本相同,定位在第10号染色体长臂上。SPA中有胶原样和植物凝集素2个区域,植物凝集素样区域为一较大球状结构,位于肽链C端,上有钙依赖性糖识别位点。PS中的SPA全部以大聚合体的形式存在,而不在小聚合体中出现。最近Strayer[1]和Stevens等[2]分别发现了人、猪和大鼠肺的SPA识别蛋白,SPA从气道清除很快,巨噬细胞参与PS脂质的再摄入,使其在溶酶体中溶解,受体介导的SP和PS的结合与内在化也是清除方式,内在化本身不伴降解,说明SP和PS可再循环。
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    2 分泌细胞

    SPA除在ATⅡ中强烈表达外,也在细支气管、支气管上皮内有灶性表达。体外培养的人气管、支气管上皮细胞也能分泌SPA。SP的分布有种属差异。另外,人、大鼠和犬肺泡刷细胞中有SPA mRNA和蛋白的表达。肺泡巨噬细胞(AM)中也检出SPA、SPB和SPD(可能是被AM吞噬的缘故)。但并非所有SP均为肺特异性,最近在中耳中发现SP(可能为SPA)[3];另外Rubio在大鼠空肠和结肠内检出了阳性SPA[4]。Dobbie[5]在浆膜间皮(胸膜、腹膜、心包膜)和关节细胞中发现具有同样周期性和超微结构的SPA表达。

    3 SPA的生理功能

    SPA的功能较为复杂,主要为以下几种:

    3.1 参与肺泡表面活性膜的形成和代谢:SPA和SPB协同作用,促进PS板层体结构转化为管髓体结构,SPA在管髓体中有优先定位作用。SPA与SPB和SPC协作使管髓体进一步扩展为磷脂单分子层,并维持单分子层稳定,但需Ca2+参与,Ca2+与SPA上Ca2+结合位点结合诱发SPA变构是介导其与磷脂和疏水性蛋白结合的关键步骤。将SPA加入含SPB的二棕榈酰卵磷脂和磷脂酰甘油混合物中,可见类似管髓体结构形成。去除SPA或SPB均不能形成此结构,表明SPA和SPB是管髓体形成的必需成分。
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    3.2 稳定细胞内外PS水平(为自身调节因子):体外实验发现SPA不增加ATⅡ对脂质的内吞,但增加其对脂质的摄取,并抑制磷脂分泌,使肺泡内PS水平下降,保证肺泡PS含量适当,可能通过ATⅡ表面SPA受体介导[1]

    3.3 参与局部防御:SPA具有密封作用,可限制血浆蛋白进入肺泡腔,并可增加PS对血浆蛋白的抵抗力,避免血浆抑制因子(多种蛋白)对肺泡PS的抑制作用,保证PS生理功能的发挥[6]。Walther等[7]发现SPA可使ATⅡ对脂质体包埋的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶的摄取增加2倍,有助于提高ATⅡ的抗氧化能力,而SPB、SPC无此作用。

    3.4 调节局部免疫和炎症反应:SPA与补体成分C1q分子结构高度同源,都有一胶原样结构,与SPA免疫防御功能有关。SPA与C3bR或Fc5R有协同作用,增加对补体或IgG包被颗粒的吞噬。AM上有SPA的特异性结合位点,SPA可调理AM功能,促进其趋化活性,增加AM对细菌、红细胞的吞噬作用,它还可刺激AM的有丝分裂;SPA通过C型凝集素糖识别域识别金黄色葡萄球菌等细菌的膜抗原,通过胶原样区与吞噬细胞表面胶凝素R结合、调理吞噬。SPA可趋化AM并刺激其产生氧自由基,它对吞噬全过程均有促进作用。Blau等[8]发现SPA可促进ATⅡ、AM产生集落刺激因子和白细胞介素3(IL3);SPA还可以刺激肺微血管内皮细胞分泌IL1α、IL1β和IL6及肿瘤坏死因子α(TNFα),诱导脾细胞生成TNFα,免疫球蛋白A、M、G。提示SPA在肺局部抗感染防御调控中可能起重要作用,因为肺泡腔中补体、免疫球蛋白含量少,而SPA量较多,因而对调节肺部炎症有较重要意义。
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    4 SPA合成与分泌的调控

    糖皮质激素对SPA基因作用呈剂量依赖性双向调控,而刺激和抑制效应主要取决于增加转录和降低mRNA的稳定性。在培育的胎肺中,1×10-10~1×10-9 mol/L地塞米松可提高SPA mRNA水平;而浓度在1×10-9mol/L以上其转录和表达均下降。但激素对胎肺发育是通过间质起作用的,间质少时,激素不能促进分离ATⅡ合成PS增加,而激素可刺激含成纤维细胞的ATⅡ培养液合成PS增加,这一过程以何种因子介导尚不清楚。动物实验发现环磷酸腺苷(cAMP)是SPA基因的强大激活剂,与激素协同更显著。凡增加内源性cAMP的物质,如γ干扰素、表皮生长因子[9]等均可促进SPA转录和表达。Breed等也发现糖皮质激素和cAMP可促进体外培养的人胎肺SPA基因转录,后者还促进ATⅡ的分化率[10]。cAMP调节人肺SPA2基因的作用较调节SPAⅠ明显。SPA2上游序列的296碱基对主要指导cAMP诱导的蛋白合成[11]。促分泌素通过增大ATⅡ表面的SPA受体密度从而增加SPA的结合位点[12]。Gutierrez等经体外实验发现机械伸展可降低SPB mRNA和SPC mRNA水平,但对SPA mRNA影响不明显[13]。Sugahara等[14]在EHS(EngelbrethHolmSwarm)基膜上加入胰岛素、霍乱毒素和表皮生长因子等可溶性因子培养ATⅡ与未加因子组比较,发现前者SPA mRNA和SPC mRNA比后者低,表明可溶性因子与EHS之间的相互作用对ATⅡ增殖影响明显。Borok等用角质化生长因子(KGF)处理ATⅡ后SP表达增加,表明KGF调节ATⅡ的显型[15]。Sugahara等[14]也发现KGF促进体外培养的大鼠SPA mRNA、SPB mRNA的表达,而对SPC mRNA无影响,该效应可被KGF单抗阻断;Xu等[16]的实验也证明了以上观点。TNFα可降低ATⅡ内SPA含量。转化生长因子β、佛波脂和胰岛素等也可减少SPA合成,但有人认为转化生长因子β3对地塞米松所致SPA升高无明显影响,它却可通过肺成纤维细胞抑制地塞米松对SPB和SPC的作用[17]。Shannon等[18]的研究表明细胞骨架能稳定SP mRNA,如用细胞松驰素、秋水仙碱处理ATⅡ,SPA mRNA的半衰期受到影响,SPA合成量下降。Griffin发现ATⅡ与纤维母细胞共同培养时可分泌胰岛素样生长因子Ⅰ刺激纤维母细胞胶原Ⅰ分泌,后者对ATⅡ的营养作用使SPA mRNA表达上升[19]
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    尽管关于SPA合成调控的研究很多,但到目前SPA的基因转录调控机制还尚未完全阐明。

    5 SPA的临床意义

    羊水中的SPA可判断胎肺发育情况,与许多肺疾病密切相关。它可作为诊断肺腺癌的特异性标记物;可作为急性呼吸窘迫综合征(ARDS)和心源性肺水肿的鉴别诊断依据之一。前者SPA量明显下降,而后者无改变。它还与ARDS严重程度呈负相关,SPA含量下降可作为ARDS敏感标志,甚至可作为急性肺损伤高危患者预警和预后指标[20]。同时,章红志等[21]监测ARDS患者疗程中SPA含量变化,认为SPA含量变化先于X线胸片改变,故它可用于肺疾病疗效监测。SPA与肺炎、肺泡蛋白沉着症结节病、过敏性肺泡炎、特发性肺间质纤维化和支气管哮喘等疾病的发病有关。新生儿ARDS、支气管发育不良和慢性肺损伤等则可能与SPA缺陷有关。Hermans等[22]认为SPA可用于评价肺气血屏障完整性,也可作为检测肺分泌细胞变化的外周标志。
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    作者简介:郝嘉(1973-),男(汉族),四川荣县人,硕士研究生,医师。

    参考文献:

    [1]Strayer D S,Yang S,Jerng H H.Surfactant protein A-binding proteins:characterization and structures.J Biol Chem,1993,268(25):18679-18684.

    [2]Stevens P A,Wissel H,Sieger D,et al.Identification of a new surfactant protein A binding protein at the cell membrane of rat type Ⅱ pneumocytes.Biochem J,1995,308(Pt1):77-81.

, 百拇医药     [3]Kobayashi K,Yamanaka N,Kataura A,et al.Presence of an 80 kilodalton protein,cross-reacted with monoclonal antibodies to pulmonary surfactant protein A,in the human middle ear.Ann Otol Rhinol Laryngol,1992,101(6):491-495.

    [4]Rubio S,Lacaze M L,Chailley H B,et al.Pulmonary surfactant protein A (SP-A) is expressed by epithelial cells of small and large intestine.J Biol Chem,1995,270(20):12162-12169.

    [5]Dobbie J W.Surfactant protein A and lamellar bodies:a homologous secretory function of peritoneum,synovium,and lung.Perit Dial Int,1996,16(6):574-581.
, 百拇医药
    [6]Hallman M,Merritt T A,Akino T,et al.Surfactant protein A,phosphatidylcho-line,and surfactant inhibitors in epithelial lining fluid:correlation with surface activity,severity of respiratory distress syndrome,and outcome in small premature infants.Am Rev Respir Dis,1991,144(6):1376-1384.

    [7]Walther F J,David C R,Supnet M C,et al.Uptake of antioxidants in surfactant liposomes by cultured alveolar type Ⅱ cells is enhanced by SP-A.Am J Physiol,1993,265(4 Pt 1):L330-L339.
, 百拇医药
    [8]Blau H,Riklis S,Kravtsov V,et al.Secretion of cytokines by rat alveolar epithelial cells:possible regulatory role for SP-A.Am J Physiol,1994,266(2 Pt 1):L148-L155.

    [9]Klein J M,Fritz B L,McCarthy T A.Localization of epidermal growth factor receptor or in alveolar epithelium during human fetal lung development in vitro.Exp lung Res,1995,21(6):917-939.

    [10]Breed D R,Margraf L R,Alcorn J L,et al.Transcription factor C/EBP delta in fetal lung:developmental regulation an essects of cyclic adenosine 3′,5′monophosphate and glucocorticoids.Endocrinology,1997,138(12):5527-5534.
, 百拇医药
    [11]Young P P,Mendelson C R.A CRElike element plays an essential role in cAMP regulation of human SP-A2 gene in alveolar type Ⅱ cells.Am J Physisol,1996,271(2 Pt 1):L287-299.

    [12]Chen Q,Bates S R,Fisher A B.Secretagogues increase the expression of surfactant protein A receptors on lung type Ⅱ cells.J Biol Chem,1996,271(41):25277-25283.

    [13]Gutierrez J A,Gonzalez R F,Dobbs L G,et al.Mechanical distension modulates pulmonary alveolar epithelial phenotypic expression in vitro.Am J Physiol,1998,274(2 Pt1):196-206.
, 百拇医药
    [14]Sugahara K,Mason R J,Shannon J M.Effects of soluble factors and extracellular matrix on DNA synthesis and surfactant gene expression in primary cultures of rat alveolar type Ⅱ cells.Cell Tissue Res,1998,291(2):295-303.

    [15]Borok Z,Lubman R L,Danto S I,et al.Keratinocyte growth factor modulates alveolar epithelial cell phenotype in vitro:expression of aquaporin 5.Am J Respir Cell Mol Biol,1998,18(4):554-561.

    [16]Xu X,McCormick Shannon K,Voelker D R,et al.KGF increases SP-A and SP-D mRNA levels and secretion in cultured rat alveolar type Ⅱ cells.Am J Respir Cell Mol Biol,1998,18(2):168-178.
, 百拇医药
    [17]Wang X,Jin Q,Xu J,et al.TGF-beta 3 inhibits the increased gene expressions of pulmonary surfactant proteins induced by dexamethasone in fetal rat lung in vitro.Chin Med J Engl,1997,110(8):590-593.

    [18]Shannon J M,Pan T,Edeen K E,et al.Influencc of the cytoskeleton on surfactant protein gene expression in cultured rat alveolar type Ⅱ cells.Am J Physiol,1998,274(1 Pt 1):L87-96.

    [19]Griffin M,Bhandari R,Hamilton G.Alveolar type Ⅱ cell-fibroblast interactions,synthesis and secretion of surfactant and type I collagen.J Cell Sci,1993,105(Pt 2):423-432.
, 百拇医药
    [20]崔社怀,郭先健.肺表面活性物质及其蛋白的研究进展.国外医学内科学分册,1996,23(5):192-194.

    [21]章红志,杨毅,曹凌峰.呼吸衰竭新生儿肺表面活性蛋白质A的观察.上海医学,1998,21(6):367-368.

    [22]Hermans C,Bernard A.Pneumoproteinaemia:a new perspective in the assessment of lung disorders.Eur Respir J,1998,11(4):801-803.

    收稿日期:1999-05-17 修稿日期:1999-09-13, 百拇医药