抑制性受體LAIR家族的研究新進(jìn)展

1、抑制性受體LAIR家族的研究新進(jìn)展【摘要】 白細(xì)胞相關(guān)免疫球蛋白樣受體(leukocyteassociated immunoglobulin likereceptor, LAIR1)家族是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的發(fā)揮免疫負(fù)調(diào)節(jié)作用的免疫球蛋白超家族成員, 包括膜型LAIR1和分泌型LAIR2兩個(gè)分子。其基因定位與其他已知的免疫抑制性受體一致且在體內(nèi)免疫系統(tǒng)廣泛表達(dá)。膠原為L(zhǎng)AIR1和LAIR2的高親和力配體, 膜型LAIR1與配體之間的相互作用受到可溶型LAIR1(sLAIR1)和分泌型LAIR2的競(jìng)爭(zhēng)性調(diào)節(jié)。LAIR1結(jié)合配體或用相應(yīng)抗體交聯(lián)后使其胞質(zhì)區(qū)ITIMs模體發(fā)生磷酸化, 募集SHP1和/或SH

2、P2磷酸酶, 進(jìn)而發(fā)揮調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的作用。 【關(guān)鍵詞】 LAIR家族; 抑制性受體; 膠原; 功能調(diào)節(jié); 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)LAIR1分子最初是在1983年由Burns等用純化的人大顆粒淋巴細(xì)胞免疫小鼠, 篩選對(duì)NK細(xì)胞殺傷有抑制作用的單克隆抗體(mAb)時(shí)發(fā)現(xiàn)的, 并將此mAb(IgG2b)命名為9.1C31。之后Poggi等和Meyaard等分別發(fā)現(xiàn)并命名為P40和LAIR1分子, Poggi等證實(shí)二者為同一分子2, 3。Ouyang等則證實(shí)9.1C3與LAIR1為同一分子4。Meyyard等還從T細(xì)胞來(lái)源的cDNA文庫(kù)中克隆出與LAIR1高度同源的分泌性分子, 命名為L(zhǎng)AIR23。在第8屆國(guó)際人類(lèi)

3、白細(xì)胞分化抗原大會(huì)(HLDA8)上, LAIR1和LAIR2分別獲準(zhǔn)了新的CD編號(hào)CD305和CD306。1 LAIR家族的基因定位及分子結(jié)構(gòu) 人LAIR家族基因定位于19號(hào)染色體19q13.42被稱(chēng)為白細(xì)胞免疫球蛋白樣受體復(fù)合體(leukocyte Iglike receptor complex, LRC)的區(qū)域中, 編碼LAIR1和LAIR2兩個(gè)成員。LAIR1基因含有10個(gè)外顯子, 編碼287個(gè)氨基酸的型跨膜蛋白, 胞膜外區(qū)49位和101位的一對(duì)半胱氨酸形成一個(gè)C2型免疫球蛋白(Ig)樣結(jié)構(gòu)域, 屬于免疫球蛋白超家族(IgSF)成員。胞質(zhì)區(qū)有一VTYAQLx24ITYAAV氨基酸序列,

4、為2個(gè)ITIM模體。LAIR1在結(jié)構(gòu)上與LRC中的LIR和KIR家族抑制性IgSF成員有一定同源性, 提示這些分子來(lái)源于同一祖先基因3。LAIR1cDNA具有a、 b、 c、 d 4種異型, 可能是由于其在RNA水平的差異剪接而形成。不同異型在細(xì)胞上表達(dá)水平有差異, 在NK細(xì)胞表達(dá)者大部分Mr為40 000的LAIR1a, 而表達(dá)在Jurkat細(xì)胞上者則多為34 000的LAIR1b5。LAIR2分子是由135個(gè)氨基酸組成的分泌性蛋白, 與LAIR1胞膜外區(qū)有84%的同源性, 也含有一個(gè)Ig樣結(jié)構(gòu)域, 表明LAIR1與LAIR2起源于同一祖先基因5。LAIR2缺少跨膜區(qū)和胞質(zhì)區(qū), 有a、 b、

5、 c 3種異型6。小鼠LAIR1(murine LAIR1, mLAIR1)基因定位于小鼠7號(hào)染色體相當(dāng)于人LRC的區(qū)域中。與人LAIR1基因結(jié)構(gòu)不同的是mLAIR1基因含有8個(gè)外顯子, 缺失相當(dāng)于人LAIR1基因中的第4、 5個(gè)外顯子。mLAIR1分子由263個(gè)氨基酸組成, 與人LAIR1有40%同源性。胞質(zhì)區(qū)含2個(gè)酪氨酸, 分別位于Y228和Y257殘基, 靠近胞膜側(cè)VTYIQL序列符合ITIM模體的保守序列 (I/V/L/SxYxxL/V), 與人LAIR1胞質(zhì)區(qū)第1個(gè)ITIM只有1個(gè)氨基酸的差別; 而C端STYAAI序列與ITIM模體相似性較低7。從大鼠中克隆的LAIR1同源分子基因定

6、位于大鼠染色體1q12, 氨基酸水平分別與人和小鼠的LAIR1有40%和71%的同源性, 胞內(nèi)ITIMs模體與小鼠相似。值得注意的是, 人LRC中含有編碼LAIR2的基因, 而小鼠和大鼠均缺少此基因8。2 LAIR家族的表達(dá)分布及其調(diào)節(jié) LAIR1是一個(gè)廣泛分布的白細(xì)胞分化抗原, 在體內(nèi)主要表達(dá)在造血細(xì)胞上, 不表達(dá)于非造血細(xì)胞。人和小鼠的LAIR1均表達(dá)在T細(xì)胞、 NK細(xì)胞、 單核細(xì)胞及樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)上, mLAIR1不表達(dá)在外周血來(lái)源的B細(xì)胞上, 而人LAIR1則在B細(xì)胞亞群上也有表達(dá)。另外, 人LAIR1還表達(dá)于CD34的造血前體細(xì)胞4、 胸腺細(xì)胞亞群、 嗜酸性粒細(xì)胞、 嗜堿性粒細(xì)胞

7、、 肥大細(xì)胞, 在中性粒細(xì)胞上可誘導(dǎo)表達(dá), 但不表達(dá)在血小板和紅細(xì)胞表面3。而大鼠LAIR1除表達(dá)在免疫組織外, 還可表達(dá)于非淋巴樣組織, 這與人和小鼠LAIR1表達(dá)分布有所不同8。人LAIR2的表達(dá)普與LAIR1基本相同, 表達(dá)于人外周血單個(gè)核細(xì)胞(PBMC)以及大腦中小膠質(zhì)細(xì)胞, 但不表達(dá)于非造血細(xì)胞。LAIR1在細(xì)胞各個(gè)分化階段的表達(dá)有差異。人LAIR1在外周血B細(xì)胞上有80%90%的表達(dá)。分析成人骨髓、 外周血、 脾臟及扁桃體的B細(xì)胞亞群發(fā)現(xiàn), LAIR1從B細(xì)胞分化早期階段開(kāi)始表達(dá), 但在部分記憶性B細(xì)胞、 生發(fā)中心B細(xì)胞、 漿母細(xì)胞及終末分化漿細(xì)胞上則不表達(dá)。人LAIR1在外周血中

8、性粒細(xì)胞上可被誘導(dǎo)表達(dá)。表達(dá)LAIR1的前髓樣細(xì)胞系HL60以及體內(nèi)CD34+的造血前體細(xì)胞在向中性粒細(xì)胞分化的過(guò)程中均伴隨LAIR1表達(dá)的丟失。體外中性粒細(xì)胞的成熟伴隨LAIR1表達(dá)下調(diào)。但在TNF、 GMCSF等的刺激下, LAIR1可重新表達(dá)于成熟中性粒細(xì)胞上9。在人T細(xì)胞的各亞群中, CD8+T細(xì)胞較CD4+T細(xì)胞表達(dá)水平更高, 初始T細(xì)胞較記憶性和效應(yīng)T細(xì)胞高表達(dá)LAIR110。在體外, 抗CD3和抗CD28抗體刺激可引起T細(xì)胞上LAIR1表達(dá)下調(diào), 體內(nèi)T細(xì)胞的活化也可下調(diào)LAIR1的表達(dá)水平10。使用抗CD3 mAb刺激小鼠脾臟T細(xì)胞, mLAIR1表達(dá)上調(diào); 而用PMA和離子霉

9、素刺激時(shí), mLAIR1表達(dá)則發(fā)生下調(diào)。表明mLAIR1在T細(xì)胞上的表達(dá)可被不同刺激條件調(diào)節(jié)。3 LAIR家族的配體 Meyaard研究小組11利用免疫沉淀以及蛋白序列測(cè)定, 首次發(fā)現(xiàn)膠原是LAIR1的功能性高親和力配體, 并認(rèn)為二者之間的相互作用依賴(lài)于配體分子中羥脯氨酸的存在。這個(gè)發(fā)現(xiàn)提示細(xì)胞外基質(zhì)蛋白也可對(duì)外周免疫反應(yīng)起到調(diào)節(jié)作用。已知膠原分子是由3條鏈組成的三聚體, 每條鏈都含有(甘氨酸XY)n重復(fù)序列, 其中X常為脯氨酸, 經(jīng)翻譯后修飾, Y常為羥脯氨酸。這種GPO三體存在于所有膠原分子中, 并使其形成穩(wěn)定的三聚體螺旋結(jié)構(gòu)。LAIR1正是識(shí)別膠原分子中的GlyProHyp重復(fù)序列而與之

10、相互作用。由于GlyProHyp在膠原分子結(jié)構(gòu)中的廣泛存在, 人和小鼠LAIR1分子可與幾乎所有型別的膠原相互作用12。實(shí)驗(yàn)中首先證實(shí)跨膜膠原XV是LAIR1和LAIR2的配體, 但其與人LAIR1和mLAIR1結(jié)合的親和力有所不同。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn), LAIR1可與多種膠原配體廣泛結(jié)合, 還包括跨膜膠原X、 XX, 非跨膜膠原、 、 等。值得注意的是, 在結(jié)合膠原眾多種類(lèi)的受體中, LAIR1與活化型膠原受體糖蛋白(GP)最接近, 二者的編碼基因均位于LRC內(nèi), 與膠原的作用都依賴(lài)于GlyProHyp重復(fù)序列, 并且當(dāng)LAIR1與GP共表達(dá)時(shí), GP介導(dǎo)的活化信號(hào)可被LAIR1的交聯(lián)所阻斷13

11、。由于腫瘤細(xì)胞或腫瘤間質(zhì)細(xì)胞常常高表達(dá)多種膠原家族的分子, Meyaard等認(rèn)為, 這可能與免疫細(xì)胞表面LAIR1等抑制性受體相互作用, 向免疫細(xì)胞內(nèi)傳遞抑制性信號(hào), 從而達(dá)到免疫逃逸的目的11。LAIR家族的另一個(gè)成員LAIR2與LAIR1有著相同的膠原結(jié)合位點(diǎn), 并同樣能以高親和力結(jié)合膠原分子, 從而阻斷LAIR1與膠原分子間的結(jié)合以發(fā)揮對(duì)LAIR1的調(diào)節(jié)作用6。4 LAIR1分子介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 膜型LAIR1胞質(zhì)區(qū)的2個(gè)ITIM模體是其發(fā)揮抑制性功能的分子基礎(chǔ)。研究表明, LAIR1中酪氨酸殘基的磷酸化主要是由Src家族激酶介導(dǎo)的。在Jurkat細(xì)胞上, Src家族激酶Lck是LAIR1

12、發(fā)生磷酸化所必須14。ITIMs中的酪氨酸殘基被磷酸化后, 募集胞質(zhì)中的磷酸酶SHP1、 SHP2等作為效應(yīng)分子, 從而向胞內(nèi)傳遞信號(hào)3。 LAIR1分子胞質(zhì)區(qū)2個(gè)ITIM的功能也存在差別。Verbrugge等14發(fā)現(xiàn), 包含任何一個(gè)功能性ITIM的LAIR1分子突變體均可對(duì)RBL2H3大鼠嗜堿性細(xì)胞株白血病細(xì)胞株的功能發(fā)揮部分抑制作用, 但N端ITIM則是發(fā)揮抑制NK細(xì)胞細(xì)胞毒性功能所必須的。表明在不同實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中, 2個(gè)ITIM對(duì)LAIR1抑制功能的發(fā)揮貢獻(xiàn)有所不同。另外, 在YT.2C2細(xì)胞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭? 僅有N端ITIM就可以募集SHP2, 但只有當(dāng)2個(gè)ITIM同時(shí)存在才能募集SHP1,

13、表明2個(gè)ITIM同時(shí)存在是募集磷酸酶和完全發(fā)揮抑制功能所必須的, 并且N端ITIM在LAIR1的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮主導(dǎo)作用。小鼠中mLAIR1胞質(zhì)區(qū)在過(guò)礬酸鈉刺激下發(fā)生磷酸化并募集磷酸酶SHP2, 但不結(jié)合SHP17, 可能與其胞質(zhì)區(qū)C端STYAAI不符合ITIM相關(guān)。鑒于大鼠LAIR1與mLAIR1中ITIM序列的相似性, 大鼠LAIR1很可能也只能結(jié)合SHP28。在B細(xì)胞慢性淋巴細(xì)胞白血病(chronic lymphocytic leukemia, CLL)細(xì)胞中, sIgM誘導(dǎo)的p38和JNK的磷酸化能被CLL細(xì)胞上表達(dá)的LAIR1所抑制, LAIR1通過(guò)阻止Akt和NFB的活化來(lái)抑制CLL

14、細(xì)胞的分裂15。在急性髓樣細(xì)胞白血病(acute myeloid leukemia, AML)母細(xì)胞中, LAIR1通過(guò)影響PI3K下調(diào)Akt1/PKB的活化, 抑制AML母細(xì)胞的增殖16。在人髓樣白血病細(xì)胞系中, LAIR1的參與阻止NFB p65亞單位向核內(nèi)的轉(zhuǎn)位以及IB的磷酸化17。上述結(jié)果表明, LAIR1募集的磷酸酶可對(duì)下游信號(hào)通路分子去磷酸化, 從而發(fā)揮抑制性調(diào)節(jié)功能。5 LAIR家族的功能及其調(diào)節(jié) 由于LAIR1分子胞質(zhì)區(qū)ITIMs基序的存在, 目前為止在人和小鼠體內(nèi)的研究均發(fā)現(xiàn)LAIR1發(fā)揮免疫抑制的作用。LAIR1最初的發(fā)現(xiàn)證實(shí)在體外LAIR1具有強(qiáng)烈抑制NK細(xì)胞殺傷的功能1

15、。進(jìn)一步的研究表明, LAIR1不僅可抑制靜止NK細(xì)胞, 也可抑制活化的NK細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞的殺傷, 但不影響效應(yīng)細(xì)胞與靶細(xì)胞的結(jié)合2, 3。但這些功能的發(fā)揮是以胞膜外區(qū)LAIR1能夠發(fā)生交聯(lián)為前提的3。LAIR1的交聯(lián)同樣可抑制CD28-T細(xì)胞克隆的細(xì)胞毒作用以及效應(yīng)T細(xì)胞的溶細(xì)胞活性5, 并可以抑制T細(xì)胞產(chǎn)生IFN10。另外, 同時(shí)交聯(lián)B細(xì)胞表面的BCR和LAIR1, 可減少BCR介導(dǎo)的鈣離子的動(dòng)員以及Ig和細(xì)胞因子的產(chǎn)生18。在小鼠, mLAIR1的交聯(lián)可抑制RBL2H3細(xì)胞的脫顆粒和NK細(xì)胞的細(xì)胞毒活性7。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)配體膠原直接交聯(lián)LAIR1同樣可以抑制RBL2H3細(xì)胞脫顆粒11。加入不

16、同的細(xì)胞因子可不同程度的促進(jìn)造血細(xì)胞克隆形成的增加19。交聯(lián)LAIR1阻斷CD4+CD34+細(xì)胞向CD83+DC的分化, 并抑制GMCSF誘導(dǎo)的胞內(nèi)鈣離子的動(dòng)員。另外, LAIR1也參與細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)。在CLL細(xì)胞中, LAIR1的表達(dá)與疾病所處的不同階段和進(jìn)展密切相關(guān), LAIR1在B細(xì)胞上表達(dá)的缺失可能造成B細(xì)胞增殖和活化的失控15。在AML母細(xì)胞上, 交聯(lián)LAIR1可抑制GMCSF誘導(dǎo)的AML母細(xì)胞的增殖, 使細(xì)胞周期被阻滯在G0/G1期, 繼而發(fā)生凋亡16。1 LAIR分子及其配體在體內(nèi)的廣泛表達(dá), 可能存在某些機(jī)制調(diào)節(jié)二者之間的相互作用, 以維持免疫應(yīng)答的平衡。這種調(diào)節(jié)機(jī)制

17、主要包括: 免疫細(xì)胞活化或分化不同階段LAIR1表達(dá)水平的調(diào)節(jié): 如前所述, 在T細(xì)胞、 B細(xì)胞、 中性粒細(xì)胞等的分化過(guò)程中, LAIR1在各階段的表達(dá)水平不盡相同, 以適應(yīng)不同階段細(xì)胞功能的發(fā)揮。體外T細(xì)胞的活化過(guò)程伴隨LAIR1表達(dá)水平的下調(diào), 同時(shí)在胞質(zhì)內(nèi)檢出LAIR1水平的上升, 表明LAIR1的表達(dá)在此過(guò)程中由胞膜表面逐漸轉(zhuǎn)位至胞質(zhì)內(nèi)10。高水平表達(dá)LAIR1的初始T細(xì)胞可阻止對(duì)自身抗原的應(yīng)答, 從而極大程度的避免了自身免疫性疾病的發(fā)生; 記憶性T細(xì)胞低水平表達(dá)LAIR1, 使其活化閾值降低而易活化增殖。可溶性sLAIR1分子的調(diào)節(jié): Ouyang等20利用夾心ELISA方法檢測(cè)LA

18、IR1是否可以釋放入血清, 發(fā)現(xiàn)sLAIR1存在于PMA、 PHA或CD3 mAb刺激后體外淋巴細(xì)胞培養(yǎng)上清中。臨床實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 正常人和器官移植功能正常的患者, 其血清中可檢測(cè)到較低水平的sLAIR1, 表明正常狀態(tài)下人血清中存在著天然的sLAIR1, 而在腎綜合征出血熱病人及腎臟移植發(fā)生急性或慢性排斥反應(yīng)的患者中, 血清sLAIR1水平明顯升高, 提示膜型LAIR1可在細(xì)胞活化后從細(xì)胞表面脫落下來(lái), 并可能阻止跨膜受體與膠原的結(jié)合, 導(dǎo)致體內(nèi)淋巴細(xì)胞的過(guò)度活化。分泌性LAIR2分子的調(diào)節(jié): Lebbink等6在孕婦尿中檢測(cè)到高水平的LAIR2表達(dá), 表明分泌性LAIR2可在體內(nèi)產(chǎn)生并可從尿中

19、排出。另外, LAIR2水平在類(lèi)風(fēng)濕患者滑膜液中明顯升高, 提示LAIR2可能通過(guò)降低LAIR1的抑制作用而充當(dāng)促炎性介質(zhì)的角色。進(jìn)一步的研究證實(shí)了LAIR2在體內(nèi)是膠原與LAIR1結(jié)合的競(jìng)爭(zhēng)者, 參與阻止膠原對(duì)LAIR1分子的交聯(lián)。 6 結(jié)語(yǔ) LAIR家族作為發(fā)揮免疫負(fù)調(diào)節(jié)作用的受體, 在維持機(jī)體免疫應(yīng)答的平衡中發(fā)揮著重要作用。其功能的正常發(fā)揮有賴(lài)于胞內(nèi)信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)。目前為止, 已發(fā)現(xiàn)小鼠和人LAIR1胞漿磷酸化后募集的磷酸酶有所不同, 但是否在其他細(xì)胞系統(tǒng)中也存在相同的情況, 是否還可能通過(guò)募集其他磷酸酶或分子調(diào)節(jié)下游傳遞信號(hào), 還需進(jìn)一步深入探討。另外, sLAIR和分泌性LAIR2分

20、子對(duì)LAIR1分子功能發(fā)揮的調(diào)節(jié)作用十分重要, 但是否還存在其他機(jī)制來(lái)參與調(diào)節(jié)LAIR家族的功能發(fā)揮, 這些都有待于深入研究。但LAIR1作為一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的免疫抑制性受體, 其基本功能已經(jīng)得到證實(shí), 在維持機(jī)體免疫系統(tǒng)介導(dǎo)的免疫應(yīng)答的平衡中, 發(fā)揮著重要調(diào)節(jié)作用。隨著對(duì)其配體及信號(hào)通路研究的進(jìn)一步完善, 其對(duì)機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)功能會(huì)得到更深入的了解, 臨床相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制必將進(jìn)一步得到闡明。【】 1 Burns GF, Triglia T, Bartlett PF, et al. Human natural killer cells, activated lymphocyte killer cel

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