藍(lán)希鉗,肖海婷,羅懷容,陳建寧
(西南醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院:1衰老與再生醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室,2藥理學(xué)教研室,四川瀘州 646000)
腫瘤壞死因子受體超級家族(tumor necrosis fac?tor receptor superfamily,TNFRSF)的死亡受體(death receptor)以及它們的配體在胚胎正常發(fā)育及機(jī)體免疫和炎癥反應(yīng)過程中扮演了重要角色。外胚層發(fā)育不良受體(ectodysplasin A2 receptor,EDA2R)是一個(gè)在20年前被鑒定出來的TNFRSF成員(TNFRSF27)[1],在腫瘤發(fā)生、雄激素性脫發(fā)等過程中起到重要的作用,但對于該受體作系統(tǒng)性介紹的綜述文章尚未見報(bào)道。本文就該受體的研究進(jìn)展作一系統(tǒng)性的綜述,旨在為相關(guān)研究提供新的思路。
EDA2R 基因位于人類染色體Xq12,全長約43kb,有6個(gè)外顯子(GenBank 登錄號:NG_013271),轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生多個(gè)長度不一的mRNA,翻譯生成的蛋白主要為包含297 個(gè)(EDA2R-s)或318(EDA2R-L)個(gè)氨基酸的三型跨膜蛋白質(zhì),其N末端朝向胞外,但缺失信號肽,單次跨膜,C 末端朝向胞內(nèi)。EDA2R 蛋白可分為三個(gè)區(qū)域:①胞外區(qū),包含136 個(gè)氨基酸殘基,由三個(gè)富集半胱氨酸的區(qū)域組成;②單個(gè)跨膜區(qū),包含21 殘基;③胞內(nèi)區(qū),EDA2R-S 有140 個(gè)殘基,而EDA2R-L 則有161 個(gè)殘基。雖然EDA2R-L 在近膜部位比EDA2R-s多出21個(gè)殘基,但兩者在功能和活性上基本沒有差別[2-3]。由于EDA2R 胞外區(qū)的氨基酸序列與TNFRSF 中的TNFRSF19(68%)和EDAR(45%)等相似程度最高,所以其被劃歸為TN?FRSF 蛋白家族的成員。然而一個(gè)有趣的現(xiàn)象是,EDA2R胞內(nèi)區(qū)與TNFRSF蛋白家族中的其它成員沒有顯著的同源性,而且也不包含死亡結(jié)構(gòu)域(death domain,DD)。此外,小鼠的EDA2R基因也位于X染色體,有7個(gè)外顯子(GenBank 登錄號:NC_000086);所編碼的蛋白序列與人的同源性高達(dá)80.7%,分子結(jié)構(gòu)與人的EDA2R相同。
EDA-A2 是目前已知的EDA2R 的唯一配體,由Ectodysplasin A(EDA)基因編碼,蛋白全長為389 個(gè)氨基酸殘基,其中N 末端為含有52 個(gè)殘基的信號肽,成熟肽的分子量約為35 kD。EDA基因編碼的另一個(gè)蛋白是EDA-A1。與EDA-A2 相比,EDA-A1 僅多了兩個(gè)氨基酸殘基(Glu308 和Val309),但卻不能與EDA2R 相結(jié)合[1];與EDA-A1 相結(jié)合的受體是EDAR(ectodysplasin A receptor)。另外,盡管EDA2R的胞外區(qū)在氨基酸序列上與多個(gè)TNFRSF蛋白家族的成員高度相似,但這些受體的配體,如APRIL,Blys/TALL-1,4-1BBL,CD27L,CD30L,CD40L,F(xiàn)asL,GITRL,OX-40L,RANKL,TNF-a,TRAIL/APO2L,都不能與之結(jié)合。同樣,EDA-A2 也不能與其它TNFRSF 蛋白家族成員(如EDAR、TNFRSF19)相結(jié)合。
與其它TNFRSF 蛋白家族受體相似,EDA2R 受體的胞外區(qū)與配體EDA-A2 相結(jié)合時(shí),通過形成三聚體,引起胞內(nèi)部分發(fā)生構(gòu)象變化,并將信號傳遞到下游的一系列通路。下游信號通路的激活程度與配體EDA-A2的濃度成正比,即配體濃度越高,下游通路的激活程度也越高[1-2]。然而,受體表達(dá)的增高也會增強(qiáng)下游通路的活性。如在HEK293 細(xì)胞中過表達(dá)EDA2R,也可激活下游的NF-KB信號通路[2-4]。推測這可能是受體表達(dá)的增加增強(qiáng)了配體的敏感度,也可能是該受體還存在其它不依賴EDA-A2配體的信號激活途徑,如同EDAR 受體能在不與配體相結(jié)合的情況下直接募集Caspase 8 并激活細(xì)胞凋亡那樣[5],其具體的分子調(diào)控機(jī)制還有待更深入的研究。另外,如果沒有與配體相結(jié)合,EDA2R 的胞外部分很容易脫落,并且胞內(nèi)部分也容易被金屬蛋白酶降解,而與配體EDA-A2的結(jié)合則可以穩(wěn)定EDA2R胞內(nèi)外的結(jié)構(gòu)[6]。
通過RT-PCR 檢測EDA2R 基因mRNA 的表達(dá)水平,Newton 等[7]發(fā)現(xiàn),EDA2R在小鼠的胚胎發(fā)育的E8.5 d就有表達(dá),且一直持續(xù)整個(gè)胚胎的發(fā)育過程。通過對轉(zhuǎn)錄組分析,Yue等[8]進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),EDA2R基因在小鼠胚胎的四肢部分較高水平地表達(dá),在中樞神經(jīng)系統(tǒng)呈現(xiàn)部分表達(dá),在肝臟內(nèi)則表達(dá)較低。Yan等[1]通過原位雜交,也發(fā)現(xiàn)EDA2R在小鼠胚胎發(fā)育E 17 d 后,在胎兒皮膚的毛囊泡中表現(xiàn)為較高的表達(dá)水平。這些研究說明EDA2R在胚胎發(fā)育過程中呈現(xiàn)高表達(dá)的模式。
EDA2R 基因在成年人和小鼠的多個(gè)器官組織中均有表達(dá)。Newton 等[7]還發(fā)現(xiàn)在成年小鼠的心臟、腎臟、小腸、肺、睪丸、前列腺、乳房、子宮、骨骼肌等器官組織中,EDA2R都有高水平的表達(dá);但在腦、肝臟、脾臟、胸腺等部位,則沒有檢測到EDA2R 的表達(dá)。Yue等[8]的研究則發(fā)現(xiàn),EDA2R在成年小鼠的皮下脂肪墊和膀胱中呈現(xiàn)高表達(dá),在生殖器脂肪墊、心臟、腎臟、卵巢、胎盤等器官組織中呈現(xiàn)部分表達(dá)。在人的腎上腺、腦、結(jié)腸、子宮內(nèi)膜、食管、膽囊、心臟、腎臟、肺臟、卵巢、胎盤、前列腺、腮腺、皮膚、小腸、脾臟、胃、睪丸、胸腺、膀胱等器官組織中,EDA2R也被發(fā)現(xiàn)大量地表達(dá)[9]。雖然不同的研究報(bào)告的具體結(jié)果不完全一致,但整體上都表明EDA2R基因在成年人和動物的多個(gè)器官組織中普遍表達(dá)。
在胚胎成纖維細(xì)胞和結(jié)腸癌細(xì)胞中,EDA2R都被證實(shí)是抑癌因子p53的靶基因,抑制或敲除p53基因的表達(dá)會使得EDA2R 的表達(dá)被抑制,而誘導(dǎo)p53表達(dá)的阿霉素(adriamycin)也能促進(jìn)EDA2R 的表達(dá)[10-11]。P53 能與EDA2R 第一個(gè)內(nèi)含子中的兩個(gè)相毗鄰的共有序列結(jié)合,進(jìn)而調(diào)節(jié)EDA2R 基因的轉(zhuǎn)錄,且只有當(dāng)這兩個(gè)共有序列同時(shí)發(fā)生突變才能阻斷依賴于p53 的EDA2R 的表達(dá)。編碼EDA2R 配體EDA-A2 的基因EDA 也是p53 的靶基因,其表達(dá)也賴于p53[6]。在HEK293細(xì)胞中,過表達(dá)p53顯著增加EDA 基因的表達(dá),同時(shí)也會增加EDA-A2 的mRNA和蛋白的形成[6]。
TNFRSF 的死亡受體及它們的配體在正常的發(fā)育、免疫和炎癥反應(yīng)的調(diào)控中起到重要作用。這些死亡受體介導(dǎo)凋亡的能力被定位到一個(gè)由60~80 個(gè)氨基酸組成的保守的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域,該結(jié)構(gòu)域被稱之為死亡結(jié)構(gòu)域(DD),其是死亡受體介導(dǎo)細(xì)胞凋亡的核心區(qū)域。TNFR1 是個(gè)典型的死亡受體[12]。研究表明,配體TNF-α與受體TNFR1結(jié)合后,能夠誘導(dǎo)TN?FR1 三聚化,使胞內(nèi)的DD 區(qū)構(gòu)象改變,然后與接頭蛋白TRADD(TNFRSF1A associated death domain)的DD 區(qū)結(jié)合,組裝成與質(zhì)膜結(jié)合的復(fù)合物I。TRADD能夠幫助募集含有DD區(qū)的絲氨酸/蘇氨酸激酶RIP1和銜接蛋白TRAF2。復(fù)合物I 的組裝發(fā)生在脂質(zhì)筏中,并通過RIP1 介導(dǎo)的IκB 激酶復(fù)合物的募集使得NF-κB 被活化,而JNK 是通過TRAF2 介導(dǎo)的MAP3激酶的活化而被激活。隨后,TRADD和RIP1與復(fù)合物I 分離,并與胞質(zhì)復(fù)合物II 結(jié)合;復(fù)合物II 由FADD(fas associated death domain)N 端的DED 區(qū)(death effect or domain)與Caspase-8 前體蛋白結(jié)合而成。在有利于TNFR1 誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的條件下,caspase 8 前體在募集到復(fù)合物II 后被激活,隨后導(dǎo)致下游caspase(例如caspase 3、6 和7)的激活,并最終造成細(xì)胞死亡。死亡受體Fas,Death domain 4 和Death domain 5與TNFR1稍有不同,與相應(yīng)的配體結(jié)合后,這些受體的DD區(qū)會直接與FADD相結(jié)合而無需TRADD的參與,而后與Caspase-8(或-10)前體蛋白結(jié)合,啟動Caspase 的級聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[3]。不同于大部分的TNFRSF 受體,EDA2R 的胞內(nèi)區(qū)沒有DD 區(qū),不能直接與TRADD、FADD、RIP1(recep?tor-interacting protein 1)等接頭蛋白相結(jié)合;但與配體EDA-A2相集合后,EDA2R可以導(dǎo)致包含F(xiàn)ADD、caspase 8和caspase 10的二級復(fù)合物的形成,從而引發(fā)caspase 級聯(lián)反應(yīng),造成細(xì)胞凋亡[3]。EDA2R 可能是死亡結(jié)構(gòu)域出現(xiàn)之前死亡受體進(jìn)化的早期階段的蛋白分子,并且可能在胚胎發(fā)育和成年期的細(xì)胞凋亡誘導(dǎo)中發(fā)揮作用。
NF-κB(nuclear factor kappa-light-chain-en?hancer of activated B cells)是調(diào)節(jié)基因表達(dá)的細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄因子,幾乎存在于所有動物細(xì)胞類型中,并參與了應(yīng)激、細(xì)胞因子、自由基、重金屬、紫外線照射、細(xì)菌或病毒抗原等刺激對于細(xì)胞的反應(yīng),在細(xì)胞生存、胚胎發(fā)育和免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)中起到關(guān)鍵作用。NF-κB家族包括5 個(gè)成員:p50、p52、RelA(p65)、c-Rel、RelB,其中p50 和p52 分別由更大的前體分子p105(NF-κB1)和p100(NF-κB2)剪切而來。受體介導(dǎo)的NF-κB 激活主要有經(jīng)典和非經(jīng)典兩種信號途徑。在經(jīng)典信號途徑中,通常情況下,NF-κB 二聚體(主要是p50/RelA)和抑制蛋白IKK復(fù)合物(主要包括兩個(gè)催化亞基IKKα 和IKKβ,以及調(diào)節(jié)亞基IKKγ 即NEMO)結(jié)合并以無活性狀態(tài)存在于細(xì)胞質(zhì)中。當(dāng)刺激因素激活I(lǐng)KKβ后,使之將IKKα磷酸化,而IKKα被磷酸化后繼續(xù)被泛素化,進(jìn)而被降解,從而將NF-κB 二聚體釋放成有活性的游離狀態(tài),進(jìn)入細(xì)胞核,進(jìn)而與靶基因的啟動子上的特異序列相結(jié)合,驅(qū)動基因的表達(dá)。對于EDAR,被EDA-A1 激活后,其胞內(nèi)的DD 區(qū)與接頭蛋白EDARADD(edar-associat?ed death domain)相結(jié)合;后者將TAK1(TGF b-acti?vatedkinase1)、TAB2(TAK1-bindingprotein2)及TRAFs(TNF-receptor-associated factors,包 括TRAF1-3,5,6)等聚集成一個(gè)復(fù)合物,并將TAK1 激活,進(jìn)而激活I(lǐng)KK,釋放NF-κB 二聚體[13]。雖然EDA2R 沒有DD 區(qū),但Sinha 等[2]研究發(fā)現(xiàn)其胞內(nèi)區(qū)域含有兩個(gè)能分別與TRAF3 和TRAF6 相結(jié)合的序列,使得EDA2R能直接與它們結(jié)合,從而激活下游的NF-κB通路。通過進(jìn)一步的末端刪除和定點(diǎn)突變分析,他們還證實(shí)EDA2R-L 位于胞內(nèi)部分的Glu-253 和Glu-277 對于募集TRAF3 和6、以及激活下游的NF-KB和JNK信號通路都是至關(guān)重要的。類似于其它TNFRSF 受體,EDA2R 激活NF-κB 轉(zhuǎn)錄因子同樣需要依賴IKK 復(fù)合物(IKKα,IKKβ,IKKγ)。EDA2R介導(dǎo)的NF-κB信號通路受去泛素化酶CYLD的反向調(diào)節(jié),即CYLD可以使得TRAF家族成員失去泛素化的活性,從而使它們不能激活NF-κB路徑[14]。
EDA2R 也可以激活非經(jīng)典NF-κB 信號通路[4]。非經(jīng)典NF-κB 信號通路不需要IKKβ和IKKγ的參與,但有賴于IKKα和NIK(NF-κB inducing kinase)的活性。NF-κB2(p100)和RelB 在靜息細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中形成無活性的二聚體。TRAF3 和TRAF2 與cIAP1/2和NIK組成一個(gè)復(fù)合物,將NIK泛素化并降解,從而抑制NF-κB2 的活化。與配體結(jié)合后,受體將TRAF3-TRAF2-cIAP1/2 募集到膜筏上,從而使NIK 在胞內(nèi)積累,激活I(lǐng)KKα,使后者將p100 降解成小分子p52,從而形成有活性的p52/RelB二聚體,進(jìn)入細(xì)胞核,驅(qū)動基因表達(dá)。研究表明,用EDA-A2 刺激表達(dá)EDA2R 受體的HEK293 細(xì)胞,可顯著增強(qiáng)NIK 的活性,促進(jìn)p100 降解成p52,并使p52 和RelB往細(xì)胞核轉(zhuǎn)移[4],說明EDA-A2/EDA2R 信號可激活非經(jīng)典NF-κB 信號通路。EDA2R 促使p100 降解的過程依賴于該受體與TRAF3和TRAF6的結(jié)合,也需要IKKα和NIK的活性。
除了激活NF-κB 轉(zhuǎn)錄因子外,TNF 受體家族的一些成員也能激活JNK 信號通路。雖然EDAR 對JNK途徑只有微弱的激活,但EDA2R卻可以強(qiáng)烈激活該途徑[1-2]。JNK(c-Jun N terminal kinase)是有絲分裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)家族成員之一。MAPK 信號通路是真核生物信號傳遞網(wǎng)絡(luò)中的重要途徑之一,在基因表達(dá)調(diào)控和細(xì)胞質(zhì)功能活動中發(fā)揮關(guān)鍵作用。經(jīng)典的MAPK 信號通路包括三級信號傳遞過程:MAPK 激酶的激酶(MEKK 或MKKK)、MAPK 激酶(MEK 或MKK)和MAPK這三種激酶依次激活,將信號從細(xì)胞表面?zhèn)鬟f到細(xì)胞核內(nèi)部,共同調(diào)節(jié)著細(xì)胞的生長、分化、應(yīng)激等多種重要的生理/病理效應(yīng),主要參與對潛在有害的非生物應(yīng)激刺激(高滲透壓、氧化應(yīng)激、DNA 損傷、低滲透壓)的反應(yīng)。MAPK 通路有4 種主要的分支路線:ERK、JNK、p38/MAPK 和ERK5。其中,ERK主要調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長和分化;JNK和p38功能相似,主要與炎癥、凋亡、生長有關(guān)。分支路線所使用3 種激酶一般是不同的,但有些MKKK 也可以激活其中不同的分支。在293F細(xì)胞中過表達(dá)EDA2R受體,可以直接激活JNK 信號通路,加上配體EDA-A2 后,JNK 通路的激活更加明顯[1-2]。與激活NF-κB通路相同,EDA2R 激活JNK也賴于其胞內(nèi)部分的Glu-253和Glu-277位點(diǎn)與TRAF3和TRAF6的結(jié)合,可能是TRAF3 和TRAF6 與MKKK 中的ASK1形成復(fù)合物,從而激活A(yù)SK1,并進(jìn)一步激活下游的JNK 通路,使轉(zhuǎn)錄因子c-Jun 磷酸化,c-Jun 結(jié)合到目的基因的啟動子上后啟動轉(zhuǎn)錄。
少汗性外胚層發(fā)育不良(hypohidrotic ectoder?mal dysplasias,HED)是由于在胚胎發(fā)育的過程中外胚層衍生物頭發(fā)、汗腺、牙齒等發(fā)育不良造成的,主要臨床特征為頭發(fā)稀疏,牙齒異?;蛉笔?,以及無法出汗。這是一類相對常見的遺傳性疾病,多以X染色體連鎖隱性方式在人和鼠中遺傳,但也存在常染色體顯性或隱性遺傳[2]。EDA 基因編碼的產(chǎn)物之一EDA-A1 配體與EDAR 受體相結(jié)合,使得胞內(nèi)的DD結(jié)構(gòu)域能夠募集接頭蛋白EDARADD,而后者又通過TRAF2,3,6 等與IKK 形成一個(gè)復(fù)合物并將IKK磷酸化,從而激活NF-κB信號通路。EDAR介導(dǎo)的這條通路對于外胚層的發(fā)育有著非常重要的作用,因?yàn)镋DA、EDARADD、TRAF6、或IKK這幾個(gè)基因中的任何一個(gè)突變或刪除,都會導(dǎo)致HED 的發(fā)生[2,7,15]。由于與EDAR 具有高度相似性,人們曾推測EDA2R基因可能有相似的功能,因而EDA2R 受體又被稱為X-連鎖性外胚層發(fā)育不良受體(X-linked ecto?dermaldysplasia receptor,XEDAR);但后來的研究證實(shí)這兩個(gè)基因在功能上相差很大。盡管小鼠胚胎發(fā)育的E17 d 及出生后P1 d 時(shí),EDA2R 受體在毛囊中有表達(dá)[1],但人類HED的發(fā)生與EDA2R基因的突變卻并沒有關(guān)聯(lián),而且在實(shí)驗(yàn)小鼠中敲除該基因,也沒有引起小鼠表型的明顯變化[7];這說明在外胚層延伸器官的發(fā)育過程中,EDA2R 介導(dǎo)的NF-κB 途徑不像EDAR的那么重要,甚至可能是可有可無的。
鑒于EDAR 和EDA2R 受體在骨骼肌和皮膚中均有表達(dá),Newton等[7]構(gòu)建了轉(zhuǎn)基因小鼠,使這兩個(gè)受體的配體EDA-A1和EDA-A2分別在這些組織中進(jìn)行分泌性表達(dá)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在皮膚中表達(dá)EDA-A1的小鼠表現(xiàn)出表皮油膩和蓬頭垢面,皮脂腺突出,皮脂細(xì)胞密度和數(shù)量增加,毛囊密度也增加;在骨骼肌中表達(dá)EDA-A1 的小鼠毛囊密度增加。這些結(jié)果進(jìn)一步說明EDA-A1/EDAR信號通路在外胚層衍生器官的發(fā)育過程中起重要作用。與之形成對比的是,無論是在骨骼肌還是在皮膚中表達(dá)EDA-A2,構(gòu)建的轉(zhuǎn)基因小鼠在外形外觀、以及皮脂腺等方面與野生型小鼠并無明顯區(qū)別[7]。但一些EDA-A2 轉(zhuǎn)基因的F0 代小鼠變得瘦小瀛弱,出生后一個(gè)月內(nèi)就死去,而且這些表型的嚴(yán)重程度與肌肉和皮膚中EDA-A2的轉(zhuǎn)錄水平成正相關(guān)。組織學(xué)分析發(fā)現(xiàn),在骨骼肌中表達(dá)EDA-A2可導(dǎo)致小鼠的承重和非承重肌肉都出現(xiàn)降解。這種降解是多灶性的,受損于隨機(jī)的肌肉束,并經(jīng)常伴隨著衛(wèi)星細(xì)胞增殖形式的肌再生。但在敲除EDA2R基因后,表達(dá)EDA-A2的轉(zhuǎn)基因小鼠所表現(xiàn)出的肌肉降解有所緩解。這些結(jié)果說明,EDA2R 介導(dǎo)的信號傳遞可能在保持肌肉的動態(tài)平衡中起到一定的作用。
研究表明,作為抑癌因子p53 的直接靶基因,EDA2R 同樣具有抑癌的功能,其表達(dá)與乳腺癌、扁桃體鱗狀細(xì)胞癌、卵巢癌、結(jié)直腸癌、肺癌、胃癌、骨肉瘤、胸主動脈瘤等的發(fā)生密切相關(guān)[16-24]。通過EDA2R途徑,可激活Caspase級聯(lián)反應(yīng),從而誘導(dǎo)癌細(xì)胞發(fā)生凋亡[19-21];甚至使在細(xì)胞粘附中起核心作用的FAK 蛋白降低,導(dǎo)致癌細(xì)胞失巢凋亡[11]。EDA2R 在癌細(xì)胞中的表達(dá)往往受到抑制[23-24],其中的一個(gè)重要原因是其啟動子區(qū)發(fā)生甲基化,使該基因不能轉(zhuǎn)錄[11,19]。用5-aza-2′ -deoxycytidine 抑制DNA 甲基化,可恢復(fù)EDA2R 的表達(dá),并使乳腺癌細(xì)胞對EDA-A2誘導(dǎo)的凋亡敏感[19]。同樣,在癌細(xì)胞中過表達(dá)EDA2R 或EDA-A2,也可誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡,使細(xì)胞處于分裂周期的G0/G1 期[11,19-21]。EDA-A2 還可以促使骨肉瘤細(xì)胞分化,從而失去增生和轉(zhuǎn)移的能力[20]。放射治療也可提高EDA2R在扁桃體鱗狀細(xì)胞癌中的表達(dá),從而促進(jìn)其凋亡[17]。因而,EDA2R具有抑制癌癥的功能,有可能作為治療癌癥的一個(gè)新的靶標(biāo)。
雖然EDA2R 受體對于毛發(fā)的發(fā)育沒有明顯的影響[7],但越來越多的證據(jù)顯示該受體在脫發(fā)的過程中起重要作用。雄激素性脫發(fā)(androgenetic alope?cia,AGA)是男女中最常見的進(jìn)行性脫發(fā),分別被稱為男性的男性型禿發(fā)和女性的女性型脫發(fā)。AGA是一種多基因疾病,其嚴(yán)重程度、發(fā)病年齡和脫發(fā)的頭皮位置各不相同[25]。通過對X 染色體的單核苷多態(tài)性(single nucleotide polymorphism,SNP)進(jìn)行分析,人們發(fā)現(xiàn)AGA 與該染色體上EDA2R 基因的多態(tài)性緊密相關(guān)聯(lián)[26-28]。然而這種關(guān)聯(lián)似乎只發(fā)生在男性中,而對于女性型脫發(fā)卻沒有這種關(guān)聯(lián)[29-30]。
AGA 與EDA2R 基因SNP 的關(guān)聯(lián)性或許是由于EDA2R介導(dǎo)的毛囊細(xì)胞凋亡引起的。毛囊包含外根鞘(ORS)、內(nèi)根鞘、基質(zhì)等上皮細(xì)胞,源自上皮的毛干,以及包括真皮乳頭(DP)和間充質(zhì)的真皮鞘細(xì)胞在內(nèi)的間充質(zhì)細(xì)胞。DP 是一組特殊的成纖維細(xì)胞,可調(diào)節(jié)包括ORS在內(nèi)的毛囊內(nèi)多種細(xì)胞的活性,在毛發(fā)的生長和循環(huán)過程中起重要的作用[31]。出生后的毛囊經(jīng)歷生長期、退化期、靜止期的循環(huán)。生長期向退化期過度的一個(gè)特征就是包括ORS細(xì)胞在內(nèi)的卵泡角質(zhì)形成細(xì)胞發(fā)生凋亡,過早地從生長期轉(zhuǎn)入退化期就會導(dǎo)致毛發(fā)生長抑制和小型化。通過免疫熒光染色,Kwack 等發(fā)現(xiàn)在非禿頭男性的頭皮中,EDA2R 在ORS 細(xì)胞中有高表達(dá),而在DP 中則有微弱的表達(dá)。用EDA-A2 處理從中分離出來的ORS 和DP 細(xì)胞,可激活Caspase-3,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[31]。他們還發(fā)現(xiàn),與生長期的其他階段相比,EDA2R 在小鼠的毛囊生長期后期中表達(dá)最高。通過皮下注射EDA-A2,可顯著促進(jìn)毛囊退化期的到來,抑制毛發(fā)的生長。這些結(jié)果暗示,EDA-A2/EDA2R 信號途徑可能抑制頭發(fā)生長,其抑制劑可望成為治療和預(yù)防脫發(fā)的藥物。
干燥綜合征(sj?gren′s syndrome)是一種緩慢進(jìn)行性自身免疫疾病,主要表現(xiàn)為口、眼干燥,并可累及腎、肺、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng),引起全身器官受累。原發(fā)性干燥征的一個(gè)重要致病機(jī)制是外分泌腺(主要是淚腺和唾液腺)被淋巴細(xì)胞浸潤,導(dǎo)致腺體細(xì)胞凋亡。Sisto 等[32]通過研究發(fā)現(xiàn),EDA2R受體及其配體EDA-A2在原發(fā)性干燥征病人的唾液腺上皮細(xì)胞中呈現(xiàn)高表達(dá),而且用siRNA 抑制EDA2R 的表達(dá),可降低這些上皮細(xì)胞的凋亡,說明EDA-A2/EDA2R 系統(tǒng)介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡在原發(fā)性干燥綜合征的發(fā)病過程中起重要作用。
通過對高血糖和正常小鼠腎臟組織的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行分析,人們發(fā)現(xiàn)EDA2R受體在高血糖小鼠的腎臟組織中呈現(xiàn)高水平表達(dá)[33-34]。通過免疫熒光染色,本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),EDA2R受體在糖尿病病人和高血糖的實(shí)驗(yàn)小鼠足細(xì)胞及腎小管上皮細(xì)胞中表達(dá)水平顯著提高,并且可能介導(dǎo)了高血糖誘導(dǎo)的足細(xì)胞凋亡[35]?;赗NA-seq技術(shù)的研究表明,在糖尿病病人的腎臟中,EDA2R基因在mRNA水平的表達(dá)呈現(xiàn)升高[36]。另外,糖尿病人血清中的EDA2R受體的含量與末期腎臟疾?。╡nd-stage renal disease,ESRD)的進(jìn)程呈正相關(guān),暗示EDA2R介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)可能參與了糖尿病腎病的發(fā)生和發(fā)展進(jìn)程[37],被認(rèn)為是的潛力糖尿病腎?。―KD)治療靶標(biāo)和ESRD風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測性生物標(biāo)記物[38]。
通過比較分析慢性阻塞性肺疾?。╟hronic ob?structive pulmonary disease,COPD)病人和非慢性阻塞性肺疾病病人的肺部組織轉(zhuǎn)錄組水平變化,De Vries 等發(fā)現(xiàn)EDA2R 基因的高表達(dá)可能是肺衰老的一個(gè)重要因素[39]。研究者還發(fā)現(xiàn)輻射可以大大提高EDA2R在小鼠或獼猴的腸道黏膜中的表達(dá),暗示該基因可能參與了輻射對腸道造成的損傷[40-41]。另外,EDA2R 基因的非同義突變可能通過調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)參與無先兆偏頭痛(migraine without aura,MWO)的發(fā)作[42]。但是,EDA2R 的這些潛在功能主要是基于不同樣品間基因組、轉(zhuǎn)錄組水平的比較,通過信息分析推測出來的結(jié)果,因而需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
作為TNF受體家族的一員,EDA2R在分子結(jié)構(gòu)及生物學(xué)功能上都與其它成員相似。雖然缺乏DD結(jié)構(gòu)域,EDA2R 卻可以直接與TRAFs 相結(jié)合,從而激活NF-κB 和JNK 途徑。EDA2R 在介導(dǎo)腫瘤、雄激素性脫發(fā)、干燥綜合征等的發(fā)生發(fā)展起著重要的作用,在糖尿病腎病、骨骼肌代謝平衡、肺衰老、偏頭痛、輻射引起的組織損傷等方面也可能起到一定的作用。雖然人們對于EDA2R 介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡研究得相對較多,但對其在免疫調(diào)節(jié)及炎癥反應(yīng)中的作用機(jī)制卻研究得較少。例如,既然EDA2R 受體也能激活與免疫調(diào)節(jié)和炎癥反應(yīng)密切相關(guān)的NF-κB、JNK 途徑,完全可以推測,外分泌腺上皮細(xì)胞中高表達(dá)EDA2R可能參與調(diào)節(jié)了淋巴細(xì)胞的浸潤,從而促進(jìn)干燥綜合征的發(fā)生和發(fā)展,但這需要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。另外,EDA2R 在成年人和動物的多個(gè)器官和組織中廣泛表達(dá),暗示可能起著某些未知的作用,值得更加深入的研究。本研究有理由相信,隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)、分子生物學(xué)等科學(xué)和技術(shù)的不斷進(jìn)步,人們會對EDA2R基因有更進(jìn)一步的了解,并將其作為一些疾病的早期診斷和治療的新靶點(diǎn)。