張亞玲,牛卓婭,王世偉,賈 乾,姚智燕,劉 偉
(1河北醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院,2河北省人民醫(yī)院體檢中心化驗室,河北石家莊050051;3河北醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室,河北省重大疾病的免疫機制及干預(yù)重點實驗室,河北石家莊050017)
B淋巴細胞是免疫系統(tǒng)的重要組成部分,對體液免疫和細胞免疫都有著重要的作用。B淋巴細胞來源于骨髓的多能干細胞,其分化過程可以分為抗原非依賴期和抗原依賴期兩個階段,抗原非依賴期包括前B細胞、不成熟B細胞的分化過程,抗原依賴期是成熟B細胞發(fā)育成活化B細胞,繼而分化成分泌抗體的漿細胞的過程。每個過程中,細胞膜表面都存在其特有的標志,主要是由免疫球蛋白基因編碼和重排的蛋白分子,稱為B細胞表面抗原受體(B cell receptor,BCR),其主要功能在于特異性識別和結(jié)合抗原,與免疫細胞和免疫分子相互作用。BCR的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)對B細胞的發(fā)育和生存有著重大意義,其中磷脂酶Cγ?2是前B細胞受體(pre?BCR)和BCR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的一個重要分子,所以磷脂酶Cγ?2在B淋巴細胞的形成和維持中有著重要作用[1]。
近年來,腫瘤和系統(tǒng)性紅斑狼瘡等自身免疫病的發(fā)病率逐年增高。研究[2]表明,B細胞連接蛋白被磷酸酸化后,使PLCγ?2活化,影響B(tài)CR介導(dǎo)的信號通路,改變BCR的特異性,使免疫因子和面對不同抗原的抗體持續(xù)產(chǎn)生,從而維持自身免疫。B淋巴細胞的受體編輯主要意義在于使自身反應(yīng)性B細胞不對自身抗原產(chǎn)生免疫應(yīng)答,使其得以存活。如果受體編輯異常,會使自身耐受得到破壞,自身反應(yīng)性B細胞不斷被清除,是自身免疫性疾病產(chǎn)生的機制之一。此外,Chen 等[3]的研究發(fā)現(xiàn),PLCγ?2 對于腫瘤細胞的凋亡也具有重要的影響。
B細胞的第一階段是前B細胞,這一階段的前BCR僅僅是由Ig重鏈基因重排所表達。隨著重鏈基因的重排成功,B淋巴細胞進入第二階段,即未成熟B細胞,輕鏈在此時也開始進行重排,U蛋白隨之表達,從而使膜表面有了完整的IgM分子,并可以和抗原結(jié)合。隨后,未成熟B細胞從骨髓中流出進入脾臟及其周圍免疫器官繼續(xù)發(fā)育,先形成膜表面免疫分子為CD21的過渡型T1和CD21CD23CD44-IgD+的過渡性T2細胞,最后成為成熟B細胞[4]。在此過程中,部分未成熟B細胞會遇到存在于骨髓微環(huán)境的自身抗原識別并與其結(jié)合,使這些膜表面存在自身抗原受體的未成熟B細胞受到負向調(diào)控,從而被巨噬細胞迅速吞噬降解而無法運出骨髓外,使其克隆丟失,不能發(fā)育成熟。
除此之外,一些未成熟B細胞還可以通過Ig輕鏈基因的重排使產(chǎn)生新的特異性受體,從而使這些自身反應(yīng)性B細胞在體內(nèi)存活下來,B細胞的這個陽性選擇的過程叫做受體編輯。
2.1 PLC?γ的分類與作用 磷脂酶是一類可以水解磷脂的酶類,是存在于胞漿膜上的一個關(guān)鍵酶,起著介導(dǎo)細胞信號傳導(dǎo)通路的作用。目前發(fā)現(xiàn)在哺乳動物體內(nèi)大約存在12種PLC的同工酶,包括β、γ、δ、ε和最新發(fā)現(xiàn)的ζ 5個家族,其中磷脂酶C?γ有磷脂酶Cγ?1(PLCγ?1)和磷脂酶 Cγ?2(PLCγ?2)兩種。
PLCγ?1存在于體內(nèi)多種組織中,主要是起到了調(diào)節(jié)細胞的作用,PLC?γ?2主要存在于造血系統(tǒng)、T細胞、巨噬細胞等免疫細胞中,影響B(tài)CR介導(dǎo)的信號傳導(dǎo),同時在B細胞的分化成熟中有重要作用[5]。
2.2 PLCγ?2對 B 細胞的調(diào)節(jié)作用 PLCγ?2 的活化主要是通過蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinase,PTK)的途徑。活化的PLCγ?2可以水解細胞膜表面的磷脂酰肌醇二磷酸(phosphatidylinositol diphosphate 2,PIP2)生成第二信使三磷酸肌醇(inositol triphos?phate, IP3)和二酰甘油(diacylglycerol, DAG)[6]。 在Sherwood等[7]的研究中發(fā)現(xiàn),IP3是一種鈣離子調(diào)節(jié)信號,可與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的IP3受體結(jié)合,從而促進鈣離子的釋放,調(diào)節(jié)細胞內(nèi)鈣離子的通路。DAG可以激活蛋白激酶C(protein kinase C,PKC),產(chǎn)生一系列生化反應(yīng),對細胞進行生長調(diào)節(jié),促使B細胞的成熟和分化。因此磷脂酶Cγ?2是B細胞生長發(fā)育信號通路上的重要調(diào)節(jié)分子。
BCR是由重鏈(heave chain,H)和輕鏈(light chain,L)組成,其中編碼L鏈的基因是κ和λ座位的基因,通過野生型和PLCγ?2缺失型小鼠的實驗研究表明,PLCγ?2缺失會引起Igλ和Igκ基因第二次重排的損傷,此外,還發(fā)現(xiàn)PLCγ?2缺失損傷了BCR誘導(dǎo)的RAG的表達,而RAG是Ig基因重排過程中所需要的酶。
最近研究[8]發(fā)現(xiàn),缺乏 PLCγ?2 的小鼠、骨髓和脾臟中B細胞的輕鏈表達均減少,其原因是PLCγ?2的缺陷不能激活調(diào)節(jié)輕鏈的基因,同樣前B細胞輕鏈的重排也會受到影響。從而使表達前B細胞受體(pre?BCR)基因的二次重排(即受體編輯)受到影響,自身反應(yīng)性B細胞的BCR不能發(fā)生特異性的改變,使與自身抗原結(jié)合的自身反應(yīng)性B細胞被巨噬細胞吞噬。
磷脂酶Cγ?2是B淋巴細胞分化發(fā)育信號傳導(dǎo)中的關(guān)鍵分子,尤其在前BCR和BCR形成過程中起著重要的信號傳導(dǎo)作用,而且其靶向幾種促增殖因子,如核因子 κB(NFκB),Ras 和 Akt,此外,PLCγ?2還涉及B細胞表面受體的耦合[9]。
研究[10]發(fā)現(xiàn),在SLE等自身免疫性疾病患者的T、B細胞、漿細胞和其他免疫細胞中,酪氨酸激酶活性異常。在對BCR的反應(yīng)中,Src和Syk相關(guān)激酶能夠調(diào)節(jié)部分重疊蛋白的酪氨酸磷酸化,而PLC?γ2是形成Src的特定底物。信號通路異常在自身免疫性疾病中發(fā)揮重要作用,倘若可以從抑制PLCγ?2活性入手,靶向治療可能將成為治愈相關(guān)疾病患者的一個重要的突破口。
3.1 PLCγ?2 與 SLE 系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)是一種慢性自身免疫性疾病,以產(chǎn)生多種自身抗體、免疫復(fù)合物、多器官免疫性炎癥為特征,外周血單個核細胞凋亡增加,但凋亡小體清除障礙。SLE患者中T、B細胞異常活化導(dǎo)致細胞因子、自身抗體持續(xù)產(chǎn)生,這對自身免疫反應(yīng)的啟動及維持至關(guān)重要[11]。
當(dāng)B細胞連接蛋白(如SLP?65、BASH)被Syk磷酸化后,可激活Bruton酪氨酸激酶(Btk)、活化PLCγ?2進行信號傳導(dǎo)。Kitaura等[12]研究發(fā)現(xiàn)SLE中Syk的酪氨酸磷酸化及 PLCγ?2表達增強。 PLCγ?2表達增強與皮膚損害具有相關(guān)性,這是因為PLCγ?2的活化在Fc?γ受體介導(dǎo)的皮膚免疫反應(yīng)中起到了不可缺少的作用。
目前已有十多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制藥用于臨床治療SLE,多為酪氨酸酶抑制劑,從而抑制了PLCγ?2的活化,影響了BCR的二次重排,例如Syk抑制藥R406、R788,在動物實驗中狼瘡鼠蛋白尿的發(fā)生時間延長,減少了腎損傷,避免了皮膚損害,有確定的治療作用;表皮生長因子(epidermal growth factor)抑制藥甲磺酸伊馬替尼同樣可以使狼瘡鼠腎蛋白尿延期出現(xiàn),生存期延長[13],但是酪氨酸激酶抑制藥在 SLE治療中仍存在局限性,如用藥后嚴重副作用,治療不穩(wěn)定性等。
3.2 PLCγ?2 與 DLBCL Huynh 等[9]發(fā)現(xiàn) PLCγ?2在63%的彌漫性大B細胞淋巴瘤(diffuse large B cell lymphoma, DLBCL)病例中表達上調(diào),而且 PLCγ?2 的高表達與更高的總生存率相關(guān)。因此,抑制PLCγ2可能是淋巴瘤治療的新靶點。
目前研究[14]發(fā)現(xiàn)PLC抑制劑U73122可以抑制PMA誘導(dǎo)的人類促細胞U937細胞分化成巨噬細胞,誘導(dǎo)凋亡和G0/G1細胞周期停滯,加入enzastaurin或Src抑制劑pp2共同治療與單獨使用U73122相比,對細胞增殖具有調(diào)節(jié)作用[12]。
3.3 PLCγ?2與慢性淋巴細胞性白血病 慢性淋巴細胞白血病(chronic lymphocytic leukemia,CLL)是一種淋巴細胞克隆性增殖的腫瘤性疾病,其特征在于微環(huán)境依賴性B細胞受體組成了通路的活化[9,12]。新型靶向治療消除BCR整合激酶已經(jīng)顯示出了明顯的臨床效果[15]。
Ibrutinib是一種BCR靶向治療藥物(在一線設(shè)置中可能用于年輕患者[16]),其在半胱氨酸481處共價結(jié)合Bruton丙種球蛋白血癥酪氨酸激酶(Bruton's tyrosine kinase,BTK),防止了其SH3結(jié)構(gòu)域的LYN和SYK定向自動磷酸化,從而防止PLCγ?2的下游激活,進而阻止下游BCR信號。然而,由于BTK和/或PLCγ?2 的突變可能會導(dǎo)致 Ibrutinib 的耐藥性[17],在少數(shù)情況下BTK及其直接下游PLCγ?2獲得性突變導(dǎo)致Ibrutinib受阻[18]。BTK中的 C481S突變阻礙Ibrutinib共價結(jié)合,從而抑制該藥物發(fā)揮作用[19]。鑒于傳統(tǒng)PLCγ?2的激活需要BTK14的合作,潛在的分子機制可使突變的PLCγ?2繞過BTK抑制來治療對抗Ibrutinib耐藥性。
根據(jù)實驗[20]發(fā)現(xiàn) PLCγ?2的 R665W 突變體對SYK和LYN的功能依賴性與突變型PLCγ?2配合形成BTK旁路途徑,這一發(fā)現(xiàn)提供了Ibrutinib耐藥性的潛在機制,并確定針對這種突變的替代療法。研究結(jié)果[21]表明,復(fù)發(fā)患者中存在PLCγ?2R665W的錯義點突變,過表達PLCγ?2R665W突變使BCR擴增下游信號傳導(dǎo)的能力增強,超表達PLCγ?2不再需要BCR信號通路中的BTK,藥物靶向SYK和LYN可以消除超型PLCγ?2,SYK和LYN靶向治療可防止Ibrutinib產(chǎn)生耐藥性,從而阻斷BCR信號傳導(dǎo)。
3.4 PLCγ?2 與其他腫瘤 有研究[22]發(fā)現(xiàn), PLCγ?2在喉癌組織中的表達較癌旁組織中的表達明顯增高,兩者間差別有統(tǒng)計學(xué)意義(P≤0.05),即 PLCγ?2 在喉癌組織中高表達,且與喉癌的臨床分期、病理分級和淋巴轉(zhuǎn)移關(guān)系親密,與年齡有關(guān)。腫瘤的臨床侵占規(guī)模越廣,伴隨淋巴轉(zhuǎn)移,PLCγ?2表達越高?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)癌細胞功能可被PLCγ?2調(diào)節(jié),如PLC抑制鱗狀細胞癌腫瘤起始細胞的增殖和存活[23],PLCγ?2在 TPA誘導(dǎo)胃癌細胞凋亡等,這也表明它代表了抗癌藥物開發(fā)的重要治療靶標。
目前中藥在治療腫瘤方面正發(fā)揮積極的作用[24],例如:黃連,黃連中主要活性成分為黃連素(berberine,BBR)。研究證實,黃連素對肝細胞性肝癌(hepatocellular carcinoma,HCC)具有抑制作用,其機制與誘導(dǎo)細胞凋亡有關(guān)。Western Blot實驗證實,BBR可以抑制PLC?γ的表達,提示黃連素可能通過抑制PLC?γ的磷酸化過程,抑制信號通路的傳導(dǎo)以阻止肝癌細胞的侵襲。
B淋巴細胞組群是免疫系統(tǒng)的重要組成部分,B細胞在發(fā)育過程中通過Ig重鏈和輕鏈基因的二次重排改變了B淋巴細胞膜上表面受體的特異性,從而豐富了整個B細胞庫。同樣那些存在于胞漿膜上重要的通路調(diào)節(jié)分子的正常運作也非常重要,磷脂酶Cγ?2作為這些調(diào)節(jié)分子的一個重要組成部分,同時也影響B(tài)細胞的受體編輯。如果能正確利用這一點進行靶向治療,有效控制B細胞群的受體編輯,并結(jié)合臨床實際情況,那么對于治療由于基因錯誤的重排所導(dǎo)致的各種疾病,如腫瘤、免疫缺陷病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等自身免疫病將具有重大意義。
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