视网膜细胞间缝隙连接研究进展

视网膜细胞间缝隙连接研究进展 视网膜细胞间缝隙连接研究进展 军医修学院 S 学 ch 报2006Apr ,27(2)AcadJPPostg~MedSehLAP' 能影响Ni"的析出. 5.2NiTi的腐蚀和磨损NiTi有较强的耐腐蚀和耐磨损 性,然而,腐蚀会不同程度存在,其结果是增加了镍的析出. 其表面和机体的磨损也在所难免,较小的磨损颗粒通过吞噬 作用进入细胞内,在溶酶体作用下消化吸收,同样也增加了 镍的析出.因此,在一定意义上可以说,没有腐蚀和磨损,就 没有Ni"的析出J. 6结语 镍的致癌性已经确无疑,但具体是哪种形式致癌,和时 间,剂量有何关系,确切的致癌机制尚待进一步明确.NiTi 的离子析出,致癌作用也未完全阐明,因此目前对其表面进 ? l55? 行适当修饰,以进一步提高耐磨蚀性,耐腐蚀性和生物相容 性从而屏蔽镍元素是解决问题的关键. [参考文献] [1]DenkhausaK,SalnikowB.Nickelessentiality,toxicity.carcinoge— nicity[J].CriticalReviewsOncology/Hematology,2002.42:35— 56. [2]KazimierzS,KasprzakaF,William—SundermanJr.eta1.Nickel carcinogenesis[J].MutationResearch,2003,533:67-97. [3]SvedanaA.ShabalovskayA.Surfacecorrosionandbiocompatibility aspectsofNitinolasallimplantmaterial[J].Bio-MedicalMatefi— alsEngineering,2002,12:69—109. 视网膜细胞间缝隙连接研究进展 王凤翔综述,何守志审校 (解放军总医院眼科,北京100853) [摘要]视网膜各层及各种细胞均有丰富缝隙连接蛋白(connexin,Cx)的表达,不同的动物种类和不同的视网膜细胞可 以表达不同的缝隙连接蛋白.胚胎期眼球和视网膜的生长发育,成年视网膜正常生理功能的形成等均与缝隙连接蛋白的表 达密切相连,并且这些缝隙连接蛋白的表达和功能可以被外界环境所影响,从而达到调节视网膜功能的目的. [关键词]视网膜;细胞间隙;缝隙连接蛋白质类 [中图分类号]R744.1[文献标识码]A[文章编号]1005.1139(2006)02-0155-03 缝隙连接(gapjunction,GJ)是细胞连接的重要方式,缝 隙连接蛋白(connexin,Cx)基因的变化与许多疾病相关联,包 括心血管异常,外围神经病变,耳聋,皮肤疾病,和白内障等. 与其他组织器官一样,视网膜的生长发育和功能的维持与缝 隙连接蛋白密切相关,笔者对视网膜缝隙连接的分布和特点 作一综述. 1缝隙连接的形态和结构 缝隙连接的基本单位为位于细胞膜上的连接子(connex. on).相邻两个细胞的细胞膜上的连接子相互锚定组成一个 缝隙连接.每个连接子由6个蛋白亚单位——连接蛋白 (Cx)构成,这6个Cx呈环状排列.中哭形成一个直径为 1.5,2.0nm的小孔.缝隙连接间的细胞同隙有35A,亲水孔 道约1.5rim.连接蛋白是一个由10余个或员组成一个膜蛋 白大家族,分子量由26,56ku不等,.根据分子量的不同,可 分为a-C】(族(如c】c33,c】c37,Cx40,Cx43,Cx45,Cx46,CxSO)和 B-Cx族(如Cx26,Cx30.3,Cx31,Cx31.1,Cx32),~/1/Cx36,人 的正常组织中最常见的连接蛋白有Cx43,Cx32,Cx26等,不 同种属的连接蛋白有较高的同源性,各亚成员之间有50%, 60%同源,主要的差别在于连接蛋白分子的胞浆部分.它们 在不同组织及器官中表达不同类型. [收稿日期]2005-04-05[修回日期]2005-04-28 [基金项目]|E京市自然科学基金资助项目(7032046) [作者简介]王凤翔(1968-),男,湖南湘潭人,博士,主治医师. 缝隙连接和连接子的连接蛋白蛋白组成方式多种多样, 由单一连接蛋白组成的连接子称同聚体连接子(homometic connexon),由同聚连接子参与组成的缝隙连接称作同型缝隙 连接(homotypicgapjunction),由几种不同连接蛋白构成的连 接子称为异聚体连接子(heterometicconnexon),由异聚体连 接子参与组成的缝隙连接称作异型缝隙连接(heterotypicgap junction),一般情况下,细胞间的缝隙连接为同型缝隙连接. 2细胞间缝隙连接的功能特点 缝隙连接通道是相邻细胞质膜间的特殊通道,直接连接 相邻细胞的细胞浆,离子和小的分子穿越缝隙联接通道的过 程完成细胞之间的代谢和电耦合的形成,缝隙连接通道允许 分子量小于1.5ku或直径小于1.5nm的小分子通过,这些小 分子包括离子,代谢物,及一些第二信使(cAMP,Ca2+.IP3) 等亲水性小分子物质及其它参与细胞生长分化的调节性物 质.相邻细胞通过这种特殊通道完成组织间及细胞群体内 的信号传递和能量物质的交换,进而调节控制细胞的增殖分 化和代谢功能,使细胞与细胞形成稳定的整体组织结构,其 功能比单一细胞增强.GJ的主要功能表现以下三个方面: ?信号传递功能.?参与局部组织细胞的代谢功能.?参 与细胞的分化生长与发育. 3视网膜缝隙连接的分布 视网膜不同细胞表达的连接蛋白类型不同,金鱼的Cx35 是第一个在视网膜中得到鉴定的通道蛋白,以后在不同动物 视网膜中发现很多新的连接蛋白功能蛋白的表达.研究显 示动物视网膜中表达的连接蛋白基因有Cx26,Cx31,Cx32, ? l56? Cx.34.7,Cx.35,Cx36,Cx37,Cx40,Cx43,Cx45,CxSO等十余种, 并且在不同的动物中,各种连接蛋白的表达的种类和分布特 点各不相同,同种动物的视网膜不同细胞中连接蛋白的表达 也不相同. 神经胶质细胞:胶质细胞之间广泛存在缝隙连接介导的 细胞间通讯.Cx43是脊椎动物Muller细胞和高级脊椎动物 星形胶质细胞中的主要缝隙连接蛋白,金鱼和蟾蜍等视网膜 的无长突的神经细胞,内皮细胞,上皮细胞之中,少突胶质细 胞中,兔的视网膜有髓神经纤维等可表达Cx43;而星形细胞 则可表达Cx30.Cx36主要表达在大鼠视网膜神经胶质细胞 中和内颗粒层,兔视网膜所有的无长突神经细胞,神经结细 胞层,内颗粒层Cx36有强烈的表达,CxSO是哺乳动物视 网膜Muller细胞末梢和睫状体上皮之间的缝隙连接蛋白. 也有报道认为大鼠的视网膜星形胶质细胞同时表达Cx30, Cx43,Cx45等三种连接蛋白. 视网膜神经原细胞:各种视网膜神经元之间有高度立体 化的缝隙连接模式,包括同型细胞间的缝隙连接和异型细胞 之间的缝隙连接,视杆视椎细胞之间,不同类型的双极细胞 之间,不同种类的无长突细胞之间,神经节细胞和无长突细 胞之间均有缝隙连接.同样,这些细胞之间的缝隙连接在不 同的动物种类中有各自的特殊性,例如:鱼类视网膜神经原 中含有Cx43蛋白的表达;大鼠视网膜Cx36存在于多种视 网膜神经元细胞中,包括视杆细胞,视锥双极细胞,无长突的 神经细胞,双极细胞和无长突神经细胞的细胞间联合,而在 水平细胞和感光细胞之间的作用相对较弱,Cx45存在于主 要在内丛状层,神经节细胞层和内颗粒层,在All细胞和外 核层双极细胞之间形成缝隙连接.,Cx43的免疫反应主要在 神经节细胞层和神经纤维层.其中Cx36被认为是大鼠视网 膜神经元之间功能表达的主要连接蛋白种类;另外在大鼠 视网膜中,通过RT-PCR的方法在视网膜中测定到Cx26, Cx31,Cx32和Cx40mRNAs,但是没有测定到相应的蛋白J. 其他细胞的连接蛋白研究的较少,例如在兔,鼠,鸡,海龟和 鱼等动物的视网膜色素上皮中表达均表达Cx43,在鱼和鼠的 视网膜血管中含有Cx43蛋白.鼠视网膜中,内视网膜的血 管壁上发现C】【37的阳性反应J. 4视网膜缝隙连接的功能及调节 在脊椎动物眼中,每一种细胞类型都是通过缝隙连接与 周边的细胞联系,这些结构与人体其他细胞一样具有共同的 特性,这些通道连接参与视网膜神经元信号的传导,神经胶 质细胞之间的集中连接以及视网膜的发育过程,缝隙连接在 视网膜的视觉形成过程中起很重要的作用,在胚胎发育期开 始,缝隙连接就可与通过控制视网膜维胞的增殖影响眼球的 发育.对于再生的视网膜,缝隙连接也有其独到的作 用'.缝隙连接在神经胶质细胞中同样具有重要的意义, 低级脊椎动物的Muller细胞主要是通过Cx43完成彼此之间 的集中连接的J. 动物视网膜表达好几种连接蛋白,这些蛋白的共同特性 是有可调节性,其中最明显的是光的调节作用,大鼠视网膜 神经元部分因为光刺激Cx36的表达明显增高,在暗光线下 军医进修学院 S 学 ch 报2006Apr ,27(2)AcadJPLAPostgradMedSch几P' 或连续光照下可以减少大约4|D%的Cx36mRNA_9;其他的调 节因素还有许多,例如Cx35可以被细胞浆内的酸度等因素 所调整叫;哺乳动物的视网膜水平细胞的缝隙连接可以被 多巴胺调整?u;高眼压可以使Cx43的表达减弱,视神经乳 头的星形细胞增值,视网膜神经结细胞层细胞凋亡. 5结语 视网膜各层和各种细胞均有缝隙连接蛋白的表达,视网 膜的生理功能与连接蛋白的表达密切相连.但是关于视网 膜缝隙连接的表达在某些方面尚缺乏深入的研究,例如对缝 隙连接多个蛋白的表达型多样化的研究;连接蛋白蛋白表达 的某种刺激转录启动的特定机制的研究;应用基因敲除技术 造成突变品种的研究等等.可以预测,进一步的连接蛋白的 基因敲除技术对突变异种的产生和不同缝隙连接蛋白的功 能特性的研究有至关重要的意义,研究动物连接蛋白的突变 异种以及观察他们视网膜生理的功能性缺陷,可以最终帮助 证实患有某些视网膜缺陷的患者是否与某种有缺陷的连接 蛋白相关,这对研究某些疾病的发生有非常重要的意义. [参考文献] [1]A1一UbmdiMR,WhiteTW,RippsH.Functionalprope~ies,de— velopmentalreglllation,andchromosomallocalizationofmarine counexin36,agap-junctionalproteinexpressedpmfemntiaUyin retinaandbrain[J].JNeurosciRes,2000,59(6):813-826. [2]JanssenBU,SchultzK,GellhansA,et02.Identificationandlo— calizationofconnexin26withinthephotoreceptor-horizontalcell synapticcomplex[J].VisNearo~i,2001,18(2):169—178. [3]SohlG,GuldenagelM,TmubO.Connexinexpressioninthereti— na[J].BrainResBrainResRev,2000,32(1):138—145. [4]GuldenagelM,SohlG,PlumA,eta1.Expressionpatternsofcon— nexingenesinmouseretina[J].JCompNearol,2000,425(2): 193-201. [5]BeckerD,BonnessV,CatsicasM.Changingpatternsofganglion cellcouplingandconnexinexpressionduringchickretinaldevel— opment[J].JNeurobiol,2002,52(4):280-293. [6]GuldenagelM,AmmermullerJ,FeigenspanA,eta/.Visual transmissiondeficitsinmicewithtargeteddisruptionofthegap junctiongeneconnexin36[J].JNeuresci,2001,21(16):6036— 6044. [7]UminoY,SaitoT.Spatialandtemporalpatternsofdistributionof thegapjunctionalproteinconnexin43duringretinalregeneration ofadultnewt[J].JCompNearol,2002,454(3):255-262. [8]BallAK,McReynoldsJS.Localizationofgapjunctionsandtracer. couphnginretinalMullercells[J].JCompNearol,1998,393 (1):48-57. [9]A1?UbmdiMR,WhiteTW,RippsH,eta1.Functionalproper- ties,developmentalregulation,andchromosomallocalizationof murineconnexird6.agap-junctionalproteinexpressedpm~mn— tiallyinretinaandbrain[J].JNeuresciRes,2000,59(6): 813_826. [10]WhiteTW,DeansMR,OllrienJ,eta1.Functionalcharacteris— ticsofskateconnexin35,amer~rofthegammasubfamilyof connexinsexpressedinthevertebrateretina[J].EarJNeurescl, 1999,11(6):1883.1890. 军医修学院2006Apr ,27(2)AcadJPPostgradMedSchLA?157? [11]HeS,WeilerR,VaneyDI.Endogenousdopaminergicregulation[12]JohnsonEC,Depp meierLM,WentzienSK,et.Chronologyof ofhorizontalcellcouplinginthemammalianretina[J].JCompopticner'ceheadandretinalres ponsestoelevatedintraocularpres- Neurol,2000,418(1):33-40.Slll~[J].Investor,hthalmolVisSci,2000,41(2):4312. 急性炎症性疾病早期诊断的新指标——TREM-1 左震华综述蔡少华审校 (解放军总医院南楼呼吸科,北京100853) [摘要]细菌感染性疾病在我国仍占相当比例,此类疾病的早期诊断和治疗及其预后的判断对提高诊疗水平降低死亡 率有重要意义.髓系细胞触发受体 -1(triggeringreceptorexpressedOnmyeloidceBs-1,TREM-1)是新近发现用于诊断炎症性疾 病的重要标志物,也是感染性疾病一个新的预警指标,且与目前反映炎症的指标对比,它与感染严重程度有较好的相关性,可 用于评价疗效和估计预后. [关键词]髓系细胞触发受体-1;感染;炎症 [中图分类号]R56[文献标识码]A[文章编号]1005-1139(2006)02-0157-02 近年来髓系细胞触发受体-1(triggeringreceptorexpressed OnmyeloidceBs.1,TREM.1)作为新近发现的诊断炎症性疾病 的重要标志物显示出良好的应用前景.笔者将对TREM-1 的特点,临床意义作一综述. 1生化特点 2000年,Bouchon鉴定出人体TREM-1是一个30ku的糖 蛋白,属于免疫球蛋白超家族,和TREM-2组成了TREM家 族的主要成员,其编码基因位于人第6号染色体,在髓系细 胞上表达.TREM.1选择性地表达于中性粒细胞和一部分单 核细胞(CD14),对干细胞向单核细胞转变有帮助…. Bleharski研究发现单核细胞上活化的TREM-1在早期 通过参与免疫反应来帮助宿主抵抗微生物的侵犯.它能诱 使几种炎性因子和化学因子如肿瘤坏死因子-a(TNF-a),白 介素一8(IL-8)和单核细胞趋化蛋白-1(MCP?1)的生成.而 且,TREM.1可激活中性粒细胞脱颗粒,诱发ca"转运并使 细胞表面信号相关激酶1,2和磷脂酶c酪氨酸磷酸化, TREM.1连同跨膜受体分子DAP12共同调节该活化过程,导 致炎症反应增大J.最近研究表明TREM-1放大了Toll-like 触发受体抵抗微生物的侵人性反应,在抗细菌和真菌感染的 反应中,加强了促炎症因子的分泌.因此殂断TREM-1可能 会减少炎症反应,并增加由细菌感染引起全身炎症反应综合 征患者的存活率J.故TREM-1在调节中性白细胞和单核 细胞的激活过程及炎症反应中处于较重要的地位. 实验证实微生物的炎症反应可以通:过TREM-1的调节 放大.感染细菌的人体组织渗出的中性粒细胞和单核细胞 上,TREM.1激活受体高水平表达.由脂多糖(LPS)诱导 所致休克的小鼠和细菌所致的脓毒血症患者,在其腹膜的中 [收稿日期]2005-04—10[修回日期]2005-05-23 [作者简介]左震华(1978-),女,河北昌黎县人,2002年承德医学院 毕业,军医进修学院O3级硕士研究生,导师蔡少华教授.电话: (OlO)86036744 性粒细胞上TREM.1的表达也有上调.显然,阻断TREM-1 有可能帮助抵抗LPS所致休克的发生. 2与其他炎症性指标比较 微生物定量培养,是感染性疾病诊断的最特异性的工 具,但普通细菌培养至少需要24—48h,在结果回报前经验 性用药会导致耐药菌株的出现和不必要的抗菌素的使用,延 误了早期诊断和适时的治疗.故许多人在生物标记物的研 究上下功夫,以便快速诊断. 血清C.反应蛋白(CRP),降钙素原(PCT),血沉及白细 胞等一系列指标,由于其受多种因素影响,缺乏特异性,对于 细菌,真菌及病毒感染的判定性不强,测定结果不令人满意, 只可作为感染的参考项目.在Gibot对呼吸机相关肺炎的研 究中也证实,CRP,PCT等炎性蛋白水平在肺部感染和非感染 患者中无显着差异,相反TREM-1则有较显着的差异性, TNF.及白介素.1B也有相同的变化趋势,但有较大的重叠 面积,即特异性差,敏感性不高.这些指标间相互比较, TREM.1出现早,半衰期较CRP等短,与体内感染同步,更能 反映其真实情况,而CRP等半衰期相对较长,在感染已得到 相应控制后,仍处于高水平,故敏感性较低.TREM-1在死亡 组比存活组水平更显着.且它不受COPD,BAL中炎性细胞 的数量及病原菌的种类和其他临床和生物学特性影响.因此 TREM-1可作为一个较理想的感染性疾病诊断的判定指标. 3感染性疾病 体外研究表明,在细胞外细菌的作用下,TREM-1的表达 会明显上调,同样细胞壁成分及真菌也会使其上调,但分枝 杆菌无此作用'.在脓疱病(由金葡菌引起)中,当中性粒 细胞侵犯坏死皮肤时,TREM-1表达显着增加.不仅在浸润 的中性粒细胞上表达,而且在肉芽肿周围单核细胞起源的上 皮样细胞上也有表达J.相反在非感染炎症性疾病如牛皮 癣,溃疡性结肠炎,脉管炎,以及由分枝结核杆菌引起的肉芽 肿性炎症或异物肉芽肿中TREM.1却是低表达. 3.1肺炎RicheldiL通过获取社区获得性肺炎,结核病及