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编号:10265967
皮肤基底膜抗原的研究进展
http://www.100md.com 《安徽医科大学学报》 2000年第1期
     作者:杨森 张学军

    单位:安徽医科大学第一附属医院皮肤科,合肥 230022

    关键词:皮肤免疫;抗原;基底膜带

    安徽医科大学学报000102

    中图分类号 R382.11;R758.66

    文献标识码 A 文章编号 1000-1492(2000)01-0006-03

    皮肤基底膜带(BMZ)是表皮和真皮之间重要的粘合结构,对于维持皮肤的完整性具有十分重要的意义。在超微结构水平上,BMZ分为半桥粒及透明层上部、透明层下部、致密层和致密下层等四层结构。目前已经明确,大疱性类天疱疮(BP)、妊娠疱疹(HG)、瘢痕性类天疱疮(CP)、线状IgA大疱病(LABD)、获得性大疱性表皮松解症(EBA)和大疱性系统性红斑狼疮(BSLE)等疾病均是由与基底膜相关的一些蛋白的自身免疫反应所致。随着分子生物学、免疫病理学和免疫电镜(IEM)等技术的应用,逐步揭示皮肤BMZ各层中与免疫性皮肤疾病相关各种抗原成分的本质。本文主要介绍近年来关于这一领域的研究情况。
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    1 BP、CP和HG抗原

    1.1 BP230抗原 BP230位于半桥粒细胞浆内部分,是大多数BP、CP和HG自身抗体的靶抗原。目前已知控制BP230的基因位于6p11~12位点,而且其cDNA已经被克隆,并据此推导出该蛋白的氨基酸序列。比较BP230与其它蛋白的氨基酸序列显示,它与桥斑蛋白及网蛋白具有显著的同源性。桥斑蛋白和BP230都位于角蛋白中间丝与细胞膜相互作用的部位。根据细胞转染研究结果推测BP230可能是半桥粒中与角蛋白中间丝结合的主要蛋白。

    1.2 BP180抗原 BP180抗原是位于半桥粒上的一种跨膜糖蛋白分子,位于半桥粒及透明层上部。大约35%~80%的BP血清抗体可以识别这种蛋白。目前,已知控制BP180的基因位于10q24.3位点。序列分析表明,这种蛋白由15个胶原样片段(Gly-X-Y重复)和16个非胶原样片段组成,横跨半桥粒,氨基端位于细胞内,羧基端位于细胞外,与细胞外基质成分如板层素和纤粘素等相连结,并且横跨透明层,构象为三股螺旋结构。BP180细胞内片段具有将BP180锚定于基底细胞真皮端的功能,而细胞外NC16A片段可以与整合素α6β4的α亚单位形成稳定的连接。BP180细胞外胶原样片段含有多个自身抗体反应的位点,可被BP、CP和HG三种疾病相关的自身抗体所识别。已经证实,BP和HG自身抗体识别近BP180跨膜片段的细胞外位点,而CP自身抗体主要与近羧基端的位点发生反应,此位点远离半桥粒。目前认为BP180NC16A片段是BP180最强的致病表位。Bedane等研究发现,BP血清主要结合于邻近表皮半桥粒的透明层上部,与BP180近膜片段-NC16A的兔抗血清结合方式十分类似,而CP血清结合于透明层及致密层,与BP180羧基端区的兔抗血清结合方式非常类似,表明BP180细胞外片段以延伸的构象形式存在,其羧基端伸入致密层。
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    BP180在BP发病中占有重要地位,其自身抗体与病情密切相关。研究表明,BP180的自身抗体可以作为BP病情预后不良的标志,血清中仅出现与BP180反应的BP患者病情重。

    1.3 105 ku BMZ抗原(p105) 1996年,Chan〔1〕应用2例类天疱疮患者的自身抗体鉴定出p105,并确定该抗原位于正常人皮肤粘膜BMZ中。直接和间接IEM证实,p105超微结构下定位于皮肤BMZ透明层下部,与板层素-5位置相类似。生化研究表明p105是表皮角朊细胞和真皮纤维母细胞合成和分泌的一种酸性蛋白。氨基酸序列分析显示p105与目前已知的BMZ抗原没有同源性,与板层素亚单位也无同源性。但与90 ku肿瘤相关抗原具有70%的同源性。然而p105在全身性营养不良性大疱表皮松解症中表达缺陷。

    1.4 板层素-6和板层素-5 直接和间接IEM结果证实,板层素-6和板层素-5均位于透明层下部及致密层。板层素-6仅在含有锚纤维的基底膜处才有表达,由表皮细胞所分泌,在结构与免疫学上与板层素-1和板层素-5具有相似之外。板层素-5可能通过整合素将表皮细胞连接到透明层,并且与板层素-6形成复合物。这种复合物对Ⅶ型胶原的非胶原样片段具有高度的亲合力,在表真皮粘合中起着重要的作用。Chan〔2〕研究结果显示,600 ku的板层素-6和400 ku板层素-5是一组CP自身抗体的靶抗原。建议给此类患者命名为抗板层素类瘢痕性类天疱疮。
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    1.5 120 ku BMZ抗原 免疫印迹检测结果发现,许多BP患者血清中IgG与培养的角朊细胞提取物中120 ku多肽反应,一部分LABD患者血清中IgA型抗体可识别相似分子量的多肽。盐裂皮肤IIF显示,120 ku抗原区带亲合纯化的BP IgG型和LABD IgA型抗体均与表皮侧抗原结合。生化研究揭示,这两种自身抗体所识别的两种多肽均是胶原糖蛋白,对胶原酶十分敏感。N-糖苷酶的去糖基化作用可引起这两种蛋白的分子量等同地降低。而且,BP180表达缺陷的全身营养不良性大疱表皮松解症患者角朊细胞的特定培养基中不存在这两种蛋白。免疫耗竭研究结果表明,与120 ku多肽反应的BP IgG型抗体可以将LABD IgA型抗体识别的多肽从特定培养基中去除。以上结果表明,这两种蛋白是显著相关的或非常可能是相同的。此外,120 ku多肽区带亲合纯化的BP IgG抗体与BP180之间交叉反应以及BP180的单克隆抗体与120 ku多肽的交叉反应显示,120 ku抗原与BP180之间存在明显的关联。最近研究表明,这种120 ku多肽是BP180的细胞外片段。然而,此120 ku多肽的单克隆抗体MAb1337并不与培养的角朊细胞中BP180发生反应,但可与培养液中120 ku多肽结合。因此,MAb1337选择性地识别BP180分解后暴露出来的独特表位〔3〕
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    2 LABD相关抗原

    2.1 97 ku BMZ抗原 正常人皮肤BMZ中97 ku蛋白是与LABD有关的一种主要的抗原。LABD IgA不仅与97 ku表皮抗原反应,而且与97 ku真皮抗原反应。已经发现少数BP IgG型抗体也可以与97 ku表皮抗原反应。因此97 ku抗原并非是LABD抗体特有靶抗原。Chan等〔4〕研究发现,一部分LABD不仅存在IgA型BMZ自身抗体,而且存在IgG型BMZ自身抗体。免疫印迹分析表明,这组患者血清中IgA和IgG抗体均与97 ku表皮抗原反应。直接IEM显示IgA和IgG抗体均特异地沉积于BMZ透明层上部。

    研究发现,LABD 97 ku抗原与BP180的细胞外片段拥有多个相同的氨基酸区域。为进一步明确LABD 97 ku抗原与BP180之间的关系,Ishiko〔5〕应用一系列多克隆和单克隆抗体对正常人皮肤的冷冻超薄切片进行免疫金电镜研究,结果发现两种新研制的LABD 97 ku单克隆抗体结合于透明层,BP180 NC16A片段的融合蛋白多克隆抗体免疫标记于半桥粒复合体的浆膜,而BP180羧基端的多克隆抗体主要免疫标记于浆膜下42 nm处的透明层下部。上述结果清楚地证实,LABD 97 ku抗原定位于BP180 NC16A和羧基端片段之间,并且与BP180细胞外片段密切相关。Zone等〔6〕应用单克隆抗体免疫亲合柱从人表皮提取物中纯化出97 ku抗原,并且对其N-端氨基酸序列进行分析。结果发现,LABD 97 ku抗原的氨基酸序列与BP180细胞外片段中包含的氨基酸序列相同。因此推断LABD 97 ku抗原是BP180细胞外片段的一部分,而且其IgA型自身抗体与胶原样区内或附近的位点发生反应。
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    2.2 290 ku BMZ抗原 近来发现一部分LABD血清抗体分别可以与290 ku真皮抗原反应。Wojnarowska和Zambruno采用IEM证实LABD IgA识别的靶抗原与EBA IgG识别的靶抗原具有相同的定位。

    2.3 120 ku表皮BMZ抗原 Marinkovich等描述一种LABD自身抗体的靶抗原称为LAD-1。LAD-1是角朊细胞分泌的一种120 ku多肽,位于1 mol.L-1 NaCl分离的皮肤的表皮侧以及角膜、口腔、食道、肠、尿道和膀胱粘膜BMZ中,其单克隆抗体123可以诱导人皮肤发生真表皮分离,IEM发现此抗原仅定位于锚纤维丝。这种抗原与BP血清抗体所识别的120 ku BMZ抗原是否为同一物质还有待于进一步研究。

    2.4 180 ku和230 ku表皮BMZ抗原 Ghohestani等报道11例LABD。IIF显示所有血清中仅出现IgA型自身抗体,并且结合在盐裂皮肤表皮侧。免疫印迹显示6例血清中IgA与230 ku表皮抗原反应,230 ku表皮抗原亲合纯化的IgA与盐裂皮肤表皮侧抗原结合,其方式与结合BP230的IgG相似;5例血清中IgA与180 ku抗原反应,但不与BP180表达缺陷的全身性营养不良性大疱表皮松解症患者皮肤BMZ相结合。然而研究表明这组LABD IgA和BP IgG与BP230结合的位点是不同的,BP的IgG结合在BP230羧基端,而LABD的IgA结合在氨基端。推测两个表位可能通过不同途径刺激机体免疫系统产生两种不同类型的自身抗体。
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    3 EBA抗原

    3.1 Ⅶ型胶原 已经明确BMZ致密层下部锚纤维内的Ⅶ型胶原是EBA抗原,分子量为290 ku,由纤维母细胞和角朊细胞合成。Ⅶ型胶原对真皮乳头内纤粘素具有高度亲合性,在真皮连接中起着重要作用。目前已知控制Ⅶ型胶原的基因定位于人类3号染色体上,其cDNA已被克隆,并据此推导出其氨基酸序列。Ⅶ型胶原的中心部分为胶原区,两端为非胶原区,其氨基端(NC1区)是与Ⅳ型胶原或锚斑结合的部位。研究表明,EBA自身抗体主要与Ⅶ型胶原的羧基端反应。

    3.2 Ⅳ型胶原 已知Ⅳ型胶原是BMZ致密层的主要成分,分子量为400 ku的胶原蛋白,由α多肽链组成的三聚体,其分子内至少有二种多肽链:α1和α2,分子量分别为160 ku和140 ku,两两之间以二硫键相连。IEM Ⅳ型胶原位于致密层。生化研究揭示,Ⅳ型胶原与BMZ其它成分如板层素、纤维素及氨基葡聚糖等组成复合物,从而在细胞的分化、生长、再生和稳定BMZ等方面起着重要的作用。Ghohestani等〔7〕报道1例Ⅳ型胶原介导的自身免疫性表皮下大疱病。免疫印迹结果显示,患者血清中IgG型自身抗体与真皮提取物中185 ku多肽结合,兔抗Ⅳ型胶原抗体亦可以特异地识别这种多肽。盐裂皮肤IIF显示185 ku多肽亲合纯化的IgG结合于真皮侧。包埋后间接IEM结果发现此抗体结合于BMZ的致密层。
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    4 DLE、SLE和BSLE抗原

    Ishikawa等〔8〕应用盐裂皮肤IIF发现部分SLE、DLE血清中IgG结合于盐裂皮肤表皮侧和(或)真皮侧,免疫印迹分析表明其中一些SLE、DLE血清与BP230反应,此外DLE血清还与BP180融合蛋白反应,结果提示一些非大疱性LE患者血清中亦存在抗BMZ抗原的自身抗体。研究发现许多BSLE患者自身抗体针对锚纤维内Ⅶ型胶原。Shirahama等应用Ⅶ型胶原融合蛋白证实BSLE血清可以识别Ⅶ非胶原样片段中多个表位〔9〕。张学军等〔10〕发现一些BSLE血清不仅与290 ku真皮抗原结合,而且还与165 ku表皮抗原结合,分别与EBA和BP血清的结合方式相同。结果表明,EBA和BP自身抗原可能是BSLE相关的BMZ抗原。

    总之,目前已经发现许多与免疫性大疱病和红斑狼疮相关的皮肤BMZ相关抗原,其中大多数抗原的分子结构和超微结构定位基本明确,然而它们与周围其它功能蛋白的关系及其在疾病发病机制中的作用还有待于今后进一步深入研究。
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    作者简介:杨森,女,44岁,硕士,主任医师,硕士生导师

    张学军,男,44岁,博士,教授,硕士生导师,安徽医科大学学报常务副主编,中华皮肤科学会委员,国际皮肤科学会员委员会委员

    参考文献

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    3,Hirako Y, Usukura J, Uematsu J et al. Cleavage of BP180, a 180 ku bullous pemphigoid antigen, yields a 120 ku collageous extracellular polypeptides. J Biol Chem, 1998;273(16):9711

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    5,Ishiko A, Shimizu H, Masunaga T et al. 97 ku linear IgA bullous dematosis antigen localizes in the lamina lucida between the NC16A and Carboxyl terminal domains of the 180 kD bullous pemphigoid antigen. J Invest Dermatol, 1998;111(1):93
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    6,Zone JJ, Jaylor TB, Meyer LJ et al. The 97 ku linear IgA bullous disease antigen is identical to a portion of the extracellular domain of the 180 ku bullous pemphigoid antigen, BPAG2. J Invest Dermatol, 1998;110(3):207

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    9,Shirahama S, Furukawa F, Yagi H et al. Bullous systemic lupus erythematosus:detection of antibodies against non-collagenous domain of type Ⅶ collagen. J Am Acad Dermatol,1998;3815(2):844

    10,张学军,翁孟武,施守义.大疱性系统性红斑狼疮的皮肤基底膜带相关抗原.中华皮肤科杂志,1994;27(6):347

    1999-11-18收稿(特约稿), 百拇医药