CD2相关蛋白在肾小球滤过膜中的生理作用_cropped

CD2相关蛋白在肾小球滤过膜中的生理作用_cropped () () small cell lung cancer J . Oncogene ,2004 ,23 30:525725262 . 2711 . aminonucleoside nephrosis ratsJ . Pathol Int ,2004 ,54 9:7035 13 Yao J ,Le TC , Kos CH , et al . Alpha2actinin242mediated FSGS : an inherited Schmid H , Henger A ,Cohen CD ,et al . Gene expression profiles of podocyte2 kidney disease caused by an aggregated and rapidly degraded cytoskeletal associated molecules as diagnostic markers in acquired proteinuric diseases () () proteinJ . PLoS Biol ,2004 ,2 6:7872794 . J . J Am Soc Nephrol ,2003 ,14 11:295822966 . Patrie KM ,Drescher AJ ,Welihinda A ,et al . Interaction of two actin2binding Goode NP , Shires M , Khan TN , et al . Expression of alpha2actinin24 in 6 14 proteins , synaptopodin and alpha2actinin24 , with the tight junction protein acquired human nephritic syndrome : a quantitative immunoelectron () () MAGI21 J . J Biol Chem ,2002 ,277 33:30183230190 . microscopy studyJ . Nephrol Dial Transplant ,2004 ,19 4:8442851 . Nikolopoulos SN ,Spengler BA , Kisselbach K , et al . The human non2muscle α7 15 Guan N ,Ding J ,Zhang J ,et al . Expression of nephrin ,podocin , 2actinin ,and alpha2actinin protein encoded by the ACTN4 gene suppresses tumorigenicity WT1 in children with nephritic syndrome J . Pediatr Nephrol , 2003 , 18 () () of human neuroblastoma cellsJ . Oncogene ,2000 ,19 3:3802386 . 11:112221127 . Menez J , Le Maux Chansac B , Dorothee G , et al . Mutant alpha2actinin24 Zhang SY ,Marlier A , Gribouval O ,et al . In vivo expression of podocyte slit 8 16 promotes tumorigenicity and regulates cell motility of a human lung carcinoma diaphragm2associated proteins in nephrotic patients with NPHS2 mutation () () J . Oncogene ,2004 ,23 15:263022639 . J . Kidney Int ,2004 ,66 3:9452954 . Michaud JL , Lemieux L I , Dube M , et al . Focal and segmental 9 17 Goto H , Wakui H , Komatsuda A , et al . Renal alpha2actinin24 : purification glomerulosclerosis in mice with podocyte2specific expression of mutant alpha2 and puromycin aminonucleoside2binding propertyJ . Nephron Exp Nephrol , () () actinin24 J . J Am Soc Nephrol ,2003 ,14 5:120021211 . 2003 ,93 1:e27235 . Smoyer WE , Mundel P , Gupta A , et al . Podocyte alpha2actinin induction Kos CH ,Le TC ,Sinha S ,et al . Mice deficient in alpha2actinin24 have severe 10 18 () procedes foot process effacement in experimental nephrotic syndrome J . Am glomerular disease J . J Clin Invest ,2003 ,111 11:168321690 . () J Physiol ,1997 ,273 1Pt2: F1502157 . Komatsuda A ,Wakui H ,Maki N ,et al . Analysis of mutations in alpha2actinin 19 2associated molecules in 4 and podocin genes of patients with chronic renal failure due to sporadic 11 Luimula P ,Sandstrom N ,Novikov D ,et al . Podocyte () docal segmental glomerulosclerosisJ . Ren Fail ,2003 ,25 1:87puromycin aminonucleoside nephrosis of the rat J . Lab Invest , 2002 , 82 293 . () ( )6:7132718 . 收稿日期 :2004209220 ( ) 12 Guan N , Ding J , Deng J , et al . Key molecular events in puromycin 本文编辑 :程晓秋CD2 相关蛋白在肾小球滤过膜中的生理作用 Physiological Role of CD22Associated Protein in Glomerular Filtration Membrane 1 1 2 () () 何威逊审校邹敏书,余健综述 ()1. 广州军区武汉总医院儿科 ,武汉 430070 ;2. 上海交通大学附属儿童医院肾脏科 ,上海 200040 ( ) 【摘要】 CD2 相关蛋白 CD2AP是近年来在肾小球足突裂孔隔膜发现的连接蛋白 ,为免疫球蛋白超家 族成员之一 ,参与形成特异性细胞黏附 。CD2AP 的作用主要是将 nephrin 锚定于细胞骨架上 ,对维持肾小 球的完整性起重要作用 。CD2AP 参与维持裂孔隔膜的结构 。先天性肾病以及多囊肾性疾病中裂孔隔膜完 整性破坏导致大量蛋白尿 。CD2AP 的发现为深入阐明蛋白尿形成机制有重要意义 。 肾疾病 【关键词】 肾小球膜 ; nephrin ; 蛋白尿 ; () 【文章编号】 100123512 20050320148203【中图分类号】 R332. 6 【文献标识码】 A 肾小球足细胞的足突呈镶嵌交叉状 ,足突之间的 ,其主要作用可能是将 nephrin 锚定于细胞骨架 , 表达 1 空隙为裂孔 ,直径约 40 nm ,裂孔接近基底膜处尚有一 从而对肾小球的完整性起重要作用。 ( ) 层薄膜 ,称为裂孔隔膜 slit diaphragm , SD。在肾病综 1 CD2 AP 的结构及功能 () 合征 NS中 ,出现足细胞足突的减少 , SD 选择性滤过 CD2AP 存在于所有组织中 ,能在上皮细胞中广泛 2 增加导致蛋白尿的发生 。SD 为一特有的紧密连接黏 表达。在肾小球中用 足 细 胞 的 标 记 物 synaptopodin 附结构 , 至今已发现 SD 构成成分有 nephrin 、podocin 、 (为分布于足细胞的一种特殊蛋白质 ,作为肾小球足细 ( ) CD2 相关蛋白 CD2AP、ZO21 、P2cadherin 和 FAT , 这些 ) 胞分化成熟的标志物标记显示 , CD2AP 在足细胞特 分子均参与细胞之间的黏附 。继 nephrin 、podocin 的研 异性表达 。CD2 为 T 细胞表面分化抗原 , 是存在于 T究不久 ,另一个与 nephrin 有关的蛋白 ?CD2AP 也 细胞 、95 %胸腺细胞及大部分天然杀伤细胞表面的单 链跨膜糖蛋白 。CD2 分氨基端胞外区 、羧基端胞浆区 于 1999 年在 Science 杂志上报道 。CD2AP 与 nephrin 两 及能将完整膜蛋白锚定于细胞表面的跨膜区三部分 ,者均为足细胞重要功能蛋白 , CD2AP 在肾小球足细胞 具有黏附及信号传导功能 ,在细胞的分化成熟 、识别 、 激活和凋亡等方面具有 重 要 作 用 。CD2AP 是 与 CD2 () 作者简介 :邹敏书 19712,男 ,湖北大冶人 ,主治医师 ,医学硕士 ,研 3 究方向为小儿肾脏疾病 。 相互作用 ,分子量为 80 kD 的跨膜蛋白。CD2AP 含 有 Src 同源 3 区及蛋白2蛋白作用区 : 其氨基末端含有 2 CD2 AP 与肌动蛋白细胞骨架 、膜蛋白相互作用 ( ) 3 个连续的 SH3 区 为保守蛋白,能与不同信号及细 CD2AP 直接与纤维状肌动蛋白细胞骨架相连并 8 胞骨架蛋白中富含脯氨酸序列相互作用 ,氨基末端将 相互作用,CD2AP 在细胞内定位依赖肌动蛋白细胞 CD2AP 定位于肌动蛋白结合点上 ,其中一个 SH3 可与骨架 的 完 整 性 , 如 果 肌 动 蛋 白 细 胞 骨 架 紊 乱 将 导 致CD2 相互作用 ;中间区富含脯氨酸 ,含有几个 SH3 区结 CD2AP 破坏或结构异常 ,两者相互作用是通过 CD2AP 4 合点 ;近羧基端有螺旋叠层及肌动蛋白结合区,螺旋 羧基末端直接介导的 ,没有依赖中介蛋白 。CD2AP 作 叠层调节蛋白2蛋白之间的相互作用 。 为一连接蛋白 ,将肌动蛋白细胞骨架连接到血浆膜蛋 ( CD2AP 本质上是一连接蛋白 ,在其细胞接触点提 白如 CD2 、nephrin 、polycystin 为 基 因 PKD1 的 蛋 白 产 ) 高 CD2 的聚集和锚定 ,除对稳定 T 细胞和抗原呈递细 物上 ,其在两者中起直接连接作用 。 ( 胞有重要作用外 , 在维持肾功能方面亦起重要作用 。 常染 色 体 显 性 遗 传 多 囊 肾 病 autosomal dominant ) 缺乏 CD2AP 鼠出生后不久即出现蛋白尿 ,3,4 周进展 polycystic kidney disease ,ADPKD是一种常见的单基因 为 NS ,所有鼠在 6 , 8 周 因 肾 功 能 衰 竭 而 迅 速 死 亡 。 遗传性肾病 ,约占终末期肾病病因的 5 %,10 % ,主要 肾脏活检证实主要损伤是肾小球足细胞的足突缺陷 , 由 PKD1 和 PKD2 基因突变所致 。PKD1 位于 16p13 . 3 , 伴有系膜细胞增生和细胞外基质的沉积 。足细胞表达 其突变所致 ADPKD 约占 85 %,90 % ; PKD2 位于 4q22 CD2AP ,表明 CD2AP 参与 SD 足细胞特异性结构的维持 。 ,23 ,其突变所致 ADPKD 约占 10 %,15 % 。 () 免疫荧光及电子显微镜分析显示 CD2AP 在特异 2 型 ADPKD ADPKD2由 PKD2 突变所致 ,细胞骨 性信号瀑布中控制细胞的形态和运动 ,其分布与细胞 架结构异常导致肾小管细胞失去分化功能及结构 ,肾 的运动状态有关 , CD2AP 主要位于胞浆内 , 与内质网 脏由扁平上皮细胞进展为多囊结构 , CD2AP 可能在参 9 内二硫化物异构酶蛋白结合 。在移动细胞内 CD2AP 与其信号瀑布发病机制上起重要作用 。Lehtonen 等沿肌动蛋白前缘分布 ,呈块状结构 。肾小球内 CD2AP 证实 , PKD2 通 过 羧 基 末 端 区 与 CD2AP 相 互 作 用 , 在 ADPKD2 中 PKD2 发生突变 , 导致其典型 缩 短 产 物 形 定位于层形足板前缘 ,可能依赖纤维状肌动蛋白细胞 10 成骨架 ,作为一支架蛋白 ,控制细胞的黏附 、运动和形态 。 而不能与 CD2AP 结合 ,由 CD2AP 介导的 PKD2 和 5 Scaife 等研究表明 ,原癌基因产物 c2Cb1 参与酪氨酸 肌动蛋白细胞骨架连接消失 ,导致 ADPKD2 形态学和 激酶通路 ,调节细胞形态和层形足板形成 ,将 c2Cb1 导 病理生理学的改变 。 入 NIH3T3 成 纤 维 细 胞 肌 动 蛋 白 细 胞 骨 架 , 其 与 CD2AP 与 慢 性 肾 功 能 衰 竭 病 因 亦 密 切 相 关 , CD2AP 相互作用 ,控制细胞的运动和黏附 。 CD2AP 缺陷鼠中足细胞足突消失可能归因于足细胞 6 CD2AP 能与剪切蛋白 p130Cas 相互作用 , 后者肌动蛋白细胞骨架构成调节紊乱所致 ,肌动蛋白微丝 是分子量为 130 kD ,由多个酪氨酸残基形成的 SH2 结 分解和重新分布引起足细胞足突消失 ,出现蛋白尿 。 合区及一个 SH3 区 ,两区介导与 CD2AP 的相互作用 。 破坏 CD2AP 介导膜蛋白复合物和肌动蛋白细胞 骨架在培养的足细胞中 ,p130Cas 在肾小球系膜细胞亦强烈 之间的联系可能在 CNS 和 DPKD2 的发病机制上 表达 ,免疫荧光观察 CD2AP 和 p130Cas 共同位于足细 11 7 起重要作用。胞纤维状肌动蛋白结构上而功能不同。CD2AP 和 p130Cas 作用于细胞骨架结构的不同部位 ,前者可能在 3 CD2 AP 与 nephrinh 和 podocin 之间的联系足细 胞 足 突 中 参 与 纤 维 状 肌 动 蛋 白 结 构 的 调 节 , 发 育 足 细 胞 中 3 . 1 CD2AP 与 nephrin 相 互 作 用 p130Cas 定位于黏附区而与局部黏附有关 ,参与介导完 CD2AP 与足细胞特有蛋白 nephrin 一起表达 ,两者在足 整信号的传导 。CD2AP 和 p130Cas 两种蛋白的改变与 细胞足突形成中相互作用以稳定 SD 。有以下证据支 肾功能异常密切相关 。 () 持 CD2AP 与 nephrin 相互作用 : 1nephrin 、CD2AP 均为 用抗新霉素基因替代 CD2AP 外显子编码起始的 SH3 区 ,产生缺乏 CD2AP 鼠模型 。CD2AP 缺陷鼠表现 SD 主要成分之一 , 两者富含于足细胞胞浆且沿 GBM ( ) 为先 天 性 肾 病 综 合 征 CNS, 肾 小 球 内 足 突 缺 失 、 () 分布 。2两种蛋白均在肾小球毛细血管网发育期表 CD2AP 呈点状异常分布 ,表明 CD2AP 对维持 SD 功能 () 达 ,最后均集中于 GBM 附近 。3足细胞中可检测到 ( ) 完整性至关重要 。层黏连蛋白为肾小球基底膜 GBM( ) 内源性 CD2AP/ nephrin 复合物 。4CD2AP 能 结 合 于 β主要成分 ,层黏连蛋白2突变鼠引起的 CNS 模型中 , 2 nephrin 胞浆尾端 ,通过特有羧基末端与 nephrin 胞浆羧 亦 有 CD2AP 分 布 异 常 及 足 突 缺 失 。以 上 均 证 明 12 CD2AP 分布异常 、足突缺陷与 CNS 之间相关 。 ( ) 基末 端 特 异 性 相 互 作 用。 5 NPHS1 基 因 编 码 nephrin ,芬兰型 CNS 中 nephrin 突变 ,产生终止密码 ,导 致与 CD2AP 相结合的 nephrin 羧基末端 132 个氨基酸 4 残基缺失,这或许是导致大量蛋白尿甚至是慢性肾 功能衰竭的原因之一 。 参 考 文 献 CD2AP 可能将肌动蛋白细胞骨架连接到 nephrin13 上 ,且 nephrin 与 CD2AP 显示出较早的相互作用,推 1 Shih NY ,Li J , Karpitskii V , et al . Congenital nephritic syndrome in mice 测其是将 nephrin 锚定到细胞骨架上且可能直接连接 () lacking CD22associated proteinJ . Science ,1999 ,286 5438:3122315 . nephrin 和肌动蛋白细胞骨架 。在 CD2AP 缺陷鼠中 ,蛋 Dustin ML , Olszowy MV , Holdorf AD , et al . A novel adaptor protein 2 白复合物包括 nephrin 、CD2AP 和肌动蛋白异常能解释 orchestrates receptor patterning and cytoskeletal polarity in T2cell contacts 所观察到的足突缺乏改变 ,CD2AP/ nephrin 相互作用可 () J . Cell ,1998 ,94 5:6672677 . 3 3 Li C ,Ruotsalainen V ,Tryggvason K ,et al . CD2AP is expressed with nephrin 能对稳定 SD 是必需的 。但亦有资料表明 , 发育中 in developing podocytes and is found widely in mature kidney and elsewhere 的 CD2AP 缺陷鼠具有正常的足突 , SD 、nephrin 亦正常 () J . Am J Physiol Renal Physiol ,2000 ,279 4: F7852792 . 表达 ,这表明 CD2AP 不是维持 nephrin 正常定位及足 Lenkkeri U , Mannikko M , McCready P , et al . Structure of the gene for 4 突发育所必需的 。另外 , CD2AP 是否出现于足细胞胞 ( ) congenital nephritic syndrome of the finnish type NPHS1 and 浆的其他部位及存在其他结合位点等 ,需进一步研究 。 () characterization of mutationsJ . Am J Hum Genet ,1999 ,64 1:51261 . Scaife RM , Langdon WY. c2Cb1 localizes to actin lamellae and regulates 5 3 . 2 CD2AP 与 podocin 相互作用 因 podocin 羧基端 ( ) lamellibodia formation and cell morphologyJ . J Cell Sci ,2000 ,113 Pt2: 有丰富的蛋白间相互作用的脯氨酸残基 ,故 CD2AP 与 2152226 . 14 Kirsch KH , Georgescu MM , Ishimaru S , et al . CMS : an adapter molecule 6 podocin 的羧基端特异性相互作用。体外实验发现 involved in cytoskeletal rearrangementsJ . Proc Natl Acad Sci USA ,1999 , CD2AP 与 podocin 直接捆绑在一起 ; 但亦有资料表明 () 96 11:621126216 . Welsch T , Endlich N , Kriz W ,et al . CD2AP and p130Cas localize to different 7 CD2AP 与 podocin 间接相互作用 ,两者作用方式尚不清楚。 F2actin structures in podocytes J . Am J Physiol Renal Physiol , 2001 , 281 () 4: F7692777 . Lehtonen S , Zhao F , Lehtonen E , et al . CD22associated protein directly 8 3 . 3 CD2AP 、nephrin 、podocin 三 者 相 互 作 用 Palmen interacts with the actin cytoskeletonJ . 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CD2AP localizes to the slit diaphragm and 12 总之 , CD2AP 是继 nephrin 、podocin 后又一个被发 binds to nephrin via a novel C2terminal domain J . Am J Pathol ,2001 ,159 现的 SD 的蛋白分子 , 在肾小球 SD 部位表达 ; CD2AP () 6:230322308 . 与 nephrin 直 接 相 互 作 用 , 通 过 其 羧 基 端 结 合 于 13 Tryggvason K , Ruotsalainen V , Wartiovaara J . Discovery of the congenital nephritic syndrome gene discloses the structure of the mysterious molecular nephrin 、podocin 上 。完整的滤过膜对正常肾小球滤过 () sieve of the kidneyJ . Int J Dev Biol ,1999 ,43 5:4452451 . 功能是必需的 , nephrin 、CD2AP 和 podocin 三者在维持 Palmen T ,Lehtonen S , Ora A , et al . Interaction of endogenous nephrin and 14 CD22associated protein in mouse epithelial M21 cell line J . J Am Soc 滤过膜正常滤过功能是必不可少的 ,仅一种成分的改 () Nephrol ,2002 ,13 7:176621772 . 15 变即可导致大量蛋白尿,需要进一步分子生物学研 Schwarz K ,Simons M ,Reiser J ,et al . Podocin ,a raft2associated component of 15 the glomerular slit diaphragm ,interacts with CD2AP and nephrin J . J Clin 究来阐明滤过膜复合物中蛋白质的相互关联 。CD2AP () Invest ,2001 ,108 11:162121629 . 分子生物学特性的阐明为从根本上理解肾小球疾病形 ( )收稿日期 :2004204215 ( ) 本文编辑 :程晓秋成机制开辟了一条新途径 。 消?息? 《国外医学儿科学分?册》荣获卫生部首届医药卫生优秀期刊奖 2004 年 12 月 16 日卫生部办公厅公布了《卫生部首届医药卫生优秀期刊奖获奖名单》,根据国家新闻出版总署 、国家科技部的有 关规定和《中国医药卫生期刊质量管理规范》的具体要求 ,专家评审组按统一对卫生部主管 176 种期刊中的参评期刊的政治 、 学术 、编辑 、出版质量等进行全封闭式审读 、评定 ,评选出 56 种期刊获《卫生部首届医药卫生优秀期刊奖》。由中华医学会主办的 《国外医学?儿科学分册》荣获二等奖 。 在此新的一年中我们将继续努力 ,保持荣誉 ,并向支持我刊的领导 、编委 、作者及读者致以诚挚的敬意 ! 本刊编辑部