红细胞生成素受体和信号传递

唯 酶 锾俺 瞎 1絮篷 R i铷 @ 日奉医学彳广绍 2000年革 21卷革 3羯 ’137‘ —— ，卵 ／ fl }综 述i 红细胞生成素受体和信号传递 ＼> 1．． ．： ． ．一 中国医科大学第一临床学院 血液科 樊 华 翟 明 — — — ～ — — — — ～ 红细胞生成素(erythropoietin．Epo)~分子量为 35 poR 细胞外部分 的细胞 时·尚焉妫红细胞特异 的转录 ~40kDa的糖蛋白，为调节红细胞生成的最重要的细胞 因子．BaF，细胞中因具备 GATA一1、NFE-I、EKLF等 因子。Ep。通过 幼红细胞 表面的红 细胞 生成 素受 体 转录因子，所以幼红细胞船够分化。而 CTLL和 DA一3 (erythr。po；etin feceptor，EpoR)来 促进红细胞 系统的 等细胞全部或部分缺如这样 的转录 因子 ，即使插入 同 增殖和分化。 样的eDNA，也不发生EpoR导致的磷酸化。通过切断 EpoR的结构现巳明确．为无酪氨酸澈蘸活性 的细 EpoR细胞外部分的不同位置而使 WSXWS全部或部 胞因子受体超家族的一员叫。在 EpoR舟导下 ．一系列 分缺失，可导致 EpoR不能与 Epo结合 ，使得红细胞系 信号传导蛋白被磷酸化，将信息传递到细胞核。 统祖细胞增殖分化成熟障碍“ 。 一 、EpoR的结构与功耗 对 EpoR的胞浆部分也进行了同样的实验．从受体 1 EpoR的结构 的搜基端依扶切斯，再插入到 IMF，细胞中 ．添加 Ep0 1989年 D’Andrea等“ 利用鼠红自血病细胞成功 来观寨细胞的增殖．当插入羧基端缺步4o十氨基酸的 地克隆了鼠EpoR cDNA 1991年叫人的 EpoR cDNA 缩 短凰时 ．对低辛窿度 Epo(1pmol／L)也有增殖反应 ．这 也被克隆成功 ． 是正常情况下刺激红细胞系统祖细胞增殖所需 Epo浓 鼠 EpoR由 507十氨基酸组成，含有一或水的跨膜 度的 1／10．这部分氨基酸的缺失t既不影响受体 数 目， 区域 ．人类 EpoR同样有 507十氨基酸，且氨基酸序列 也不影响受体亲和 力，但其存在使得 刺激受体产生效 82 与鼠相同，只是人类EpoR在 71～76位氨基酸之 应的Epo浓度较不存在时高 lo倍．说明羧基端的 40 间有其它氨基酸插入 另外，在胞浆部位还缺乏糖基化 十氨基酸序列具有将信息向下调控的作用 ．使Epo的 位点．在组成EpoR的5们 个氮基酸中，24个氨基酸形 生物技应明显下降。当插入羧基端缺步 133十氨基酸 成单一肚链 ，223十氨基酸形成胞浆外部分，24十氮基 时，也有增殖反应． 酸形成跨膜部分，236十氨基酸形成胞浆部分。其中，细 由上可知．EpoR在胞浆部分具有两个功能相反部 胞外部分 与其 他 细胞 因子 受体如 ，G-CSF、GM-CSF、 位，第一十部位为近跨膜 区，大约由 100十左右氨基酸 IL一2、3、4、5、6、7、9，LIF(Leukemia inhibitory factor)、 组成 ，是增殖信息的传递部位 I第二十部位即远离膜部 CNTF(cillaryneurotropic factor)、生长激素、催乳素等 位．为信息下谓部位． 具有相同的构造．即含有 4十半胱氨酸残基和靠近跨 二、EpoR升导的信号传导机翩 膜 区 的 色 氨 酸一丝 氨 酸-X-色 氨 酸一丝 氨 酸 结 构，即 I JAK／STAT途径 WSXWS．其 中x代表任何一种氨基酸 。胞浆部分缺步 1990年吉村等“ 的研究结果证实．EpoR是通过与 酪氨酸激蘸的特征排列顺序．所以不具有酷氨酸澈蘸 配体结合形成二聚体化而被活化的。当Epo与 EpoR 活性 ． 结合时．受体形成 同源二聚体，此时 巳与受体细胞 内部 细胞因子受体大都由a、 等两种以上亚单位组成。 分结合的酷氮酸澈酶JAK2被活化，从而导致受体和细 但是，目前认为EpoR只有一种亚单位·在EpoR作用 胞内的基质的酷氨酸磷酸化．将倌息传递到下流E上至 下 ．形成 同源二聚体 ． 细胞棱 ．从而引起红细胞系统的增殖和分化 ． 2-受体各部分的功船 JAK澈酵家族是 一组非受体 型酪氨酸激酶 ．分子 IL一3嵌赣细胞株BaF，通常被 用来研究EpoR的机 量约为 130kDa，包括 JAK1、JAK2、JAK3、TYK2．一次 船 ．此细胞株无 EpoR的表达 ．通过插入EpoR和 IL一 构造上 ，固羧基末靖具有两个激酶 (样)区域 ．将其比作 2R的eDNA，可研究相应受体的功能及相互作用．当在 罗马神话中的具有两个面孔的守门神Janus而被命名 BaF-中插 入 EpoR细胞外 部分和 IL一2R 细胞内部分 为 Janus kinase(JAK)。而 Just another kinase(JAK)这 时 ·EpoR的作用与其插入 EpoR的作用相同 ．反之，如 一别名是固当韧其机昭不明而起 的。其中 ．发现 JAK2 插入 IL一2R细胞外部分和 EpoR细胞内部分时．则 只出 是信号传导中具有重要作用的酷氮酸澈蘸 。JAK2的话 现 IL一2特异的磷酸化信号。所以认为EpoR细胞外部 化是受体产生信号所必须的，它在受体受到刺激前就 分决定着Epo所致的磷酸化模式。Epo作用于插人 E- 与受体相结合，当 Epo与 EpoR结合时，JAK2自身发 维普资讯 http://www.cqvip.com 生磷酸 化而拔活化 ．活化的 JAK2首先将 EpoR的酪氮 酸 残基磷酸化 继而具有 SH 区域 的若干信号传导蛋 白聚集到磷酸化 的酪氧酸残基上 ，直接地或 间接地被 JAK0酪氨酸磷酸化而被活化 STAT (Signal transducer and activator of transcr~一 ption)家族是由 STATl~6组成 。其基车构造为 SH 、 SH，区域和羧基末端具有酪氨酸残基。通过 SH 区域 与磷酸化了的受体结合 ，帔此 间也借助于 SH 区域形 成二聚体 向梭 穆行 ，产生与特 定部 位 DNA结 合的能 力 ，识别特异的碱基序列，而制约着转录 。STAT5为 92kDa的蛋 白质 ．1996年 Ihle等 阚明了它参与 IL一2、 3、5、GM—CSF、Epo、Tpo等许多细胞园子的信号传导系 统，从 STAT5优势抑村型变异体抻制细胞增殖来看． STATS在细胞增殖方面起着重要作用 。 总之 ，EpoR舟导的信号传导中，JAK／STAT途径 起着重要作用，是通过 JAK2、STAT5传导 信号的。 2．其他信号传导途径 除 JAK／sTAT途径外 ，EpoR也像酪氨酸激酶型 受体一样 ，能活化 Ras／MAP激酶途径。有报道 在幼 红细胞 中磷酸 化的 SHC是与 Grb2一SOS1结合而活化 Ras／MAP激酶途径。这一途径与 JAK激酶活化的关 系尚不清楚 但是 ．EpoR变异体如没有 JAKg活化，则 也失去了包 括 Ras／MAP激酶途径在 内的其他信号蛋 白的活化能 力 ，这 些蛋 白有可 能直接 地或 间接地被 JAK激酶磷酸化而活让。 1994年 Ren等 利用从 巨棱细胞白血痛骨髓细胞 建立 的只依 Epo增殖的细胞株 uT一7Epo添加 Epo 后，发现 PI C71教酪氯酸磷酸化，由此活化肌醇磷脂系 途径。 除此而外 ，一些负性调 节因子也参与了信号传导。 其 中较 明确的为SH一町 Pl|1 。SH·PTP1平时以非活化 状 态 存 在于 胞 浆 中，当 Epo与 EpoR 结台 后 ．活 化 JAK2．使位于细胞内部分的受体第 429位的酪氢酸磷 酸化 ，磷酸化的第 429位酪氨酸是 SH．PTP1的结台位 点．二者结合 后，使 SH—PTP1活化 ，活化的 SH—PTP1 使 JAK2脱磷酸化 ，使 JAK2在被活化后 30分钟恢复 到激活前水平 ，终止其信号传递作用 。 三、EpoR的异常与疾病 EpoR结构变化或由于受体与配体结合不正常 ，都 可导致受体病 。在』、娄也技现园EpoR异常而导致的疾 病 。家族性红细胞增多症是园患者 EpoR DNA碱基序 列中第 6002碱基出现点突变，A替换了 G，由此 439号 氨 基酸 TGG变成 TAG，这 样造成羧基末端存 在于 4O 个氨基酸序列中的细胞 内传导负性调 节部分缺失 ，其 结果是患者骨髓 中幼红细胞对低浓度 Epo出现增殖反 应，真性红细胞增多症也为 EpoR异常所致 该病 由于 遣 血干细胞的克隆性异常 ，造成红细胞系统明显增生， 患者循环血 中的 Epo含量正常或低 于正常 ，体外培养 红细胞系统祖细胞增殖分化并不依赖 Epo。这种病 ^的 EpoR为低亲合性的 ，红细胞系统的增殖不依赖于 Epo 和 EpoR，friend白血病是 困 friend白血病病毒蛋 白与 EpoR结合，在没有 Epo存在下，可活化 EpoR，从 而弓f 起红 白血病 。 众所周知 ，最初认 为 Epo／EpoR 是特异 地十乍用于 红细胞系统的 。近年的研究发现，在非红细胞系统曲细 胞上有 EpoR的表达 。用 Northern印迹法 鼠胎盘 的 RNA，发现有 EpoR的转录。通过同位素标记 Epo， 可 以看到 Epo通过 EpoR的转运 ，从母亲 的血循环刊 胎儿，EpoR可 以参与 Epo的输送。在巨棱细胞、血管内 皮细胞 、神经细胞、B淋巴细胞也有 EpoR的表达 。所 以 Epo／EpoR的作用是多方面的、具有多功能性。有必要 进一步地研究。 参 考 文 献 [i]lYAndr~ AD，et a【ICell，57l277，I989． [2]Noguchi CT，et al：Blood，7Bj 2548，1991． [3]吉村昭彦：生化学 ，66：I543，1994． [ Chiba T．et al Nature，362：6464．1993． [5]Hou J．et alIScience，965I1701．1994． [阳 Il1k Ⅲ ：Cell，84I 331．1996． [7]Ode A，et alIBlood．99(2)I443．1998 [8]M~ura Y， al：J．BioI．Chern，969I 99969 5，I994 [9]Ren HY， al：J．Bio1．Chera，269I19633．1994． IO]Tetsuzo T，eI l J Bio[．Chem．270(1o)I 569I．1999 日本医师会实行免费 HIV抗体检查 鉴于 固接受 献血的血液而发生 HIV感染的事件 ， 日车厚生省于 99年 lO月末 ，从消除曾有输血史患者的 不安心理和开展对 HIV感染的早期诊断、治疗的愿望 出发 ，决定在各保健所和医疗机关 实行免费 Hlv抗体 检查活动。接此 ，日本医师会已于 l1月 4目通知各 都道府县医院。实旅的对象为 99年 7月以前接受过输 血而十乍抗体检查者 。实施期间到 2(100年的 3月为 止 。 译 自：日车医事新报 No3943：95．1999年 I1月 2o 日· 郝素彬 译 维普资讯 http://www.cqvip.com