动力蛋白之生物学论文

缺氧诱导的微管破坏和线粒体通透性转换（mPT）是导致细胞损伤或死亡的关键，Tctex-1可以与电压依赖性阴离子通道1（VDAC1）连接，通过动力蛋白非依赖性途径，增加VDAC1的电压依赖性，在线粒体中，通过减少线粒体膜电位（MMP），从而稳定线粒体细胞[20]膜，减少线粒体通透性改变（mPT）。同时Tctex-1也被认为与微管有关，因此，其能起到保护缺氧细胞的作用。Xu等构建重组腺病毒产生Tctex-1的S82E和S82A突变体，进而转染H9c2心肌细胞系和HeLa细胞系，在缺氧（1％O）条件下对比发现S82E突变2（phosphomimic）线粒体损伤加重、细胞质中游离微管蛋白升高以及细胞活性下降；S82A突变[21]（dephosphomimic）削弱了缺氧引起的损伤，这进一步证明了Tctex-1与保护缺氧细胞有关，并为Tctex-1保护缺氧细胞的进一步探索指引了新的研究方向。Tctex-1在发育和成熟大脑中调控神经干细胞的表达。Tctex-1在脑组织中存在于齿状回颗粒细胞下层（SGZ），侧脑室脑室下区和成人的第三脑室室管膜层。

Tseng等用绿色荧光蛋白（GFP）标记Tctex-1，在四个独立小鼠系的成熟SGZ，应用免疫定位和溴脱氧尿嘧啶核苷掺入试验发现，在两个鼠系中，Tctex-1：GFP选择性标记巢蛋白+/GFAP+/+Sox2神经干细胞样细胞；在另两个鼠系中，Tctex-1：GFP选择性表达于2型和3型祖细胞以及部分初级神经元后代中。该P/E-Tctex-1标记小鼠研究独立地证实Tctex-1通过动力蛋白非依赖性途径在成熟SGZ干细胞特异性富集，指导神经干细胞的表达，此外，这些研究支持了一个观点，胚胎大脑皮质神经发生和[22]成年海马神经再生的调节存在类似的转录程序。此外，Tctex-1是G蛋白信号2（AGS2）的激活剂，参[8]与非经典的受体非依赖性G蛋白信号通路，而该通路已经证实在苍蝇和线虫胚神经母细胞的细胞分裂[23]对称性中起着关键作用。同时，哺乳动物的AGS3活化剂在新皮层形成期间，决定神经干细胞的[24]分化方向，这提出了Tctex-1决定成体神经干细胞分化方向的假设。Tctex-1参与初级纤毛结构和功能的调节。

Palmer等在人类上皮细胞应用siRNA技术沉默Tctex-1发现，出现了比对照组wt-Tctex-1更长的纤毛，此现象与运用同样方法沉默动力蛋白重链-2（DHC2）导致的初级纤毛延长相似，同时发现，抑制DHC2会引起Tctex-1的伴随损失。相比单个亚基的沉默，DHC2和Tctex-1用siRNA技术双沉默能导致更长的纤毛。早期的研究表明，DHC2与中间轻链LIC3（D2LIC）特异性相互作用参与初级纤毛的形成和功能，因此，证明Tctex-1是纤毛长度的关键调节因子，且该过程可能是通过Tctex-1动力蛋白依赖[25]性途径实现的。T94磷酸化Tctex-1连接纤毛重吸收与细胞重新进入S期过程，添加外源性Tctex-1（T94E）突变体能加速细胞纤毛吸收并促使其进入S期；然而，在非纤毛细胞中Tctex-1不能促使细胞进入S期。研究表[26]明肌动蛋白参与了Tctex-1调控纤毛吸收过程。在Tctex-1连接纤毛重吸收和细胞重新进入细胞周期的过程中，胰岛素样生长-1（IGF-1）磷酸化细胞纤毛的IGF-1受体（IGF-1R），进而活化AGS3调节Gβγ信号通路，随后招募磷酸（T94）Tctex-1选择性富集到纤毛过渡区，促有丝分裂信号转导使纤毛重吸收进一步加速G1-S期进程。在皮质区干细胞中干扰这一途径的任何环节都将影响神经元细胞增殖时的成熟分化。在大脑皮质（duringcorticogenesis）中，纤毛传导的非经典IGF-1R-Gβγ–phospho（T94）Tctex-1信号通路通过调节纤毛重吸收和细胞周期[13]G1期的长短进而促进神经干细胞的增殖和分化。此外，有报道证明食欲素（OX-A,OX-B）参与睡眠-觉醒周期的调节，Tctex-1与食欲素受体1（OX1R）[27]相作用，进而调节OX-A信号传导。据报道Tctex-1参与人瘤病毒等感染引起的肿瘤发生过程，同时，Tctex-1也参与抑癌基因REIC/Dkk-3的信号传导，Tctex-1表达下调削弱了其对GEF-H1的抑制作用从而引发白血病。

人瘤病毒通过感染皮肤或粘膜的复层鳞状上皮导致良性病变的发生，其中有一部分具有发展为浸润性癌的可能。据报道，几乎所有宫颈癌是由人状瘤病毒某个亚型尤其是HPV16和HPV18持续感染所致。Tctex-1通过动力蛋白依赖性途径参与L2/DNA的逆向运输，进而参与了HPV的感染过程，当运用siRNA技术使Tctex-1沉默时，可明显降低[4]HPV16的感染性。REIC/Dkk-3是Dickkopf蛋白家族（具有Wnt-antagonists能力）的一员，在多种类型的肿瘤中广泛表达，它作为多种癌症细胞系的肿瘤抑制基因，通过内质网（ER）应激信号传导途径诱导细胞凋亡。Ochiai等采用酵母双杂交筛选实验，确定了Tctex-1是REIC/Dkk-3的配体，并进一步在哺乳动物双杂交筛选试验中证实该作用点位于REIC/Dkk-3的136-157AA；而在Tctex-1上，该作用点包含Tctex-1与动力蛋白中间链（DIC）结合的[-EXGRRXH-]氨基酸序列。同时，免疫组化显示REIC/Dkk-3和Tctex-1的[9]相互作用发生在ER周围。Tctex-1抑制Lfc活性是调节肌动蛋白细胞骨架的重要环节，据报道，在单核细胞白血病细胞系U937中GEF-H1（Lfc的同源物）的突变体缺失包含[28]Tctex-1结合位点的N-末端序列。由于Tctex-1对突变型GEF-H1的抑制作用减弱而增加GEF-H1的交换活性，进一步诱导肿瘤的发生。另一方面，过度表达的Tctex-1通过抑制Lfc的活性进一步抑制应力纤维和黏着斑的形成，而减少细胞表面积，并表现出圆形的折射表型，降低其细胞粘附力，促使细胞的迁[5]移。

随着对Tctex-1研究的不断深入，Tctex-1介导的生物学功能不断被发现并明确，这为疾病特别是肿瘤的治疗提供了更多的方案。Tctex-1能与VDAC1相互作用，通过增加Tctex-1的表达，将有效地抑制由缺氧诱导的mPT。虽然这只能暂时缓解能量代谢障碍，增强细胞对缺氧的耐受，但可能对暂时性严重缺氧或缺氧再给氧情况下细胞的生存至关重要，可能有效促进严重缺氧缺血性损伤器官的功能恢复，为心脏病或严重烧伤等患者因低氧而导致[20]的细胞损伤提供早期治疗的新方案；据报道成体干细胞由于不存在类似胚胎干细胞引发的伦理问题，因而在神经干细胞的研究中更具潜力，Tctex-1在成体神经干细胞中发挥重要作用，从而为神经干细胞的研究展现了新方向，但其在这个过程中发挥[22]的生理作用仍有待研究；初级纤毛是一个重大的机械感觉细胞器，具有控制发育模式和细胞生长的作用，其功能障碍与越来越多的疾病相关联，包括[29]多囊性肾病和大阵纤毛病变，Tctex-1的深入研究为这些疾病的治疗开拓了新的思路；破骨细胞是终末分化的多核细胞，能降解矿化的骨基质，在许多病理溶骨性疾病，如Paget病、多发性骨髓瘤和骨质[30]疏松，都有破骨细胞数量的增加。抑制Tctex-1的活性能降低破骨细胞的骨吸收，这为溶骨性疾病特[6]别是多发性骨髓瘤的治疗提供了新的研究方向；此外，Tctex-1的缺失能明显降低HPV16的感染，这为子宫颈癌的治疗提供了新的可能性。这些都为Tctex-1相关疾病的治疗提供了广阔的前景。

作者：郭清 李晓东 单位：中国医科大学 基础医学院细胞生物学教研室