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解讀骨橋蛋白的作用



文章作者:欧冠足球外围     發布時間:2020-12-21 14:20:51

骨橋蛋白(osteopontin,0PN)是一種糖基化蛋白,廣泛存在于細胞外基質中.最初認為OPN是一種重要的骨基質蛋白,與骨的形成和發展密切相關。 研究歷史 1979年Senger等...

骨橋蛋白(osteopontin,0PN)是一種糖基化蛋白,廣泛存在于細胞外基質中.最初認為OPN是一種重要的骨基質蛋白,與骨的形成和發展密切相關。

研究歷史

1979年Senger等首次報道一種包含RGD整合素結合區的磷酸化糖蛋白的研究,稱之為轉化相關性磷酸蛋白。后來Franzen等從骨基質和牙齒中分離出一種磷酸蛋白,特性與轉化相關性磷酸蛋白相似,人們將其命名為OPN.后來一些學者在不同的組織細胞中發現了OPN,因此OPN曾被稱為44kD骨酸蛋白,PP69,骨延蛋白1,尿蛋白,分泌的磷蛋白、骨唾液酸蛋白、44kD骨磷蛋白。OPN占人乳總蛋白質10%以上,是母乳中重要的免疫蛋白。研究發現,OPN對于生命早期發育有關鍵作用。

分布范圍

OPN可表達于不同動物的各種組織里,如骨、腎(胎腎和成年腎)、肺、肝、膀胱、胰腺、乳腺、睪丸、腦、骨髓和蛻膜。不同細胞類型也能表達OPN,如骨細胞、成骨細胞、破骨細胞、軟骨細胞、神經細胞、上皮細胞、內皮細胞、血管平滑肌細胞(SMC)、活化的T細胞、MФ和自然殺傷細胞(NK)細胞亞群;OPN也存在正常體液里,如血清、乳汁、尿液,膽汁。病理狀態(免疫性疾病、炎癥等)OPN表達增強。

正常的動脈壁OPN表達甚微或幾乎不表達,但是在動脈粥樣斑塊處的泡沫細胞中或者鈣化的部位OPN表達明顯增加,人主動脈粥樣硬化斑塊中的巨噬細胞、平滑肌細胞、內皮細胞都可以表達OPN mRNA及合成OPN。內皮細胞、平滑肌細胞、成纖維細胞與OPN的作用依賴于RGD和Ca2+,抗 av 3抗體可部分阻滯這些細胞向OPN遷移。

OPN雖然在許多器官組織中都有表達,但在母乳中含量最高。不同地區不同個體母乳中含量不一,研究顯示,在中國、美國、丹麥、韓國、日本母乳中,中國母乳中的OPN含量最高(Brunn 2018),同時在臍帶血和嬰兒血漿中含量也很高,這些研究發現提示對中國嬰幼兒早期發育有積極影響。

外部調節

OPN表達受激素生長因子,OPN在各種組織中均有表達,如骨,腎,肺,肝,膀胱,乳腺,睪丸,腦,胰腺等 [3] 。不同的細胞類型可能有不同的調節機制,種因素能調控OPN的表達:

(1)感染和損傷能使T細胞和MФ的OPN上調表達。

(2)骨激素:VitD3通過OPN啟動子的VDRE應答元件刺激OPN基因轉錄,VitD3和視黃酸都能使正常和轉化的大鼠骨細胞產生OPN。VitE能抑制大鼠腎OPN mRNA表達。

(3)性激素:17 -雌二醇和孕酮都能誘導OPN的產生,雌激素能抑制平滑肌細胞(VSMC)表達OPN。

(4)細胞因子:IL-1能上向調節大鼠新月形腎小球腎炎表達OPN,并能調節成骨細胞表達OPN mRNA;Hoxa-9抑制TGF- 誘導OPN基因轉錄;FGF亦能誘導OPN基因的表達,瘤壞死因子(TNF- )、血小板源性生長因子(PDGF)、白細胞介素-1、成纖維生長因子(FGF)、轉化生長因子 (TGF- )和內皮生長因子(EGF)均能誘導OPN基因的表達,PDGF、bFGF、EGF、TGF 、AngII等能夠刺激血管內皮細胞和平滑肌細胞表達骨橋蛋白分子。

(5)葡萄糖和血清:高濃度的葡萄糖通過PKC依賴途徑和己糖胺途徑增強大鼠主動脈平滑肌細胞表達OPN;血清活化的血管平滑肌細胞高水平表達OPN mRNA。

(6)腎素-血管緊張素系統(RAS):腎局部遠段小管的RAS能上調OPN的產生,血管緊張素Ⅱ能直接增加人心臟OPN的表達。

(7)鈉鹽飲食:高鹽飲食能增強完整腎或培養的腎細胞表達OPN,而缺鈉飲食能減少大鼠腎表達OPN。

(8)其他:低氧能刺激OPN mRNA轉錄水平及OPN的產生。患IgA腎病的病人尿分泌OPN減少,振蕩液體流動通過胞內Ca2+動員和MAPK活化調節OPN基因。AngⅡ能直接增加心臟OPN的表達。高蛋白和高膽固醇飲食可以誘導腎表達骨橋蛋白。脂多糖(LPS)和一氧化氮(NO)激活的巨噬細胞,可誘導OPN基因表達和蛋白質的分泌。劑佛波酯可通過激活多種轉錄調控因子而增強骨橋蛋白基因表達。

OPN與心血管系統

OPN是血管平滑肌由收縮表型向合成表型轉化的標志基因,又是血管細胞的主要粘附及趨化因子,還與動粥樣硬化斑塊的鈣化密切相關。白細胞介素21 和腫瘤壞死因子2 均可顯著誘導血管平滑肌細胞對OPN基因的表達。OPN在心血管特別是血管重塑過程中起重要調節作用,參與動脈粥樣硬化和血管成形術再在狹窄的細胞因子:PDGF、bFGF、EGF、TGF 、TL21、AngⅡ均能刺激血管內皮細胞和平滑肌細胞過度表達OPN。OPN能抑制動脈鈣化的發生。

參考文獻:

Bruun S, Jacobsen L N, Ze X, et al. Osteopontin Levels in Human Milk vary Across Countries and within Lactation Period: Data from a Multicenter Study.[J]. Journal of Pediatric Gastroenterology Nutrition, 2018, 67(2):1.

L nnerdal B, Kvistgaard A S, Peerson J M, et al. Growth, Nutrition and Cytokine Response of Breast-Fed Infants and Infants Fed Formula with Added Bovine Osteopontin.[J]. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition, 2016, 62(4):650-657.

Moller Hanne K et al., Bovine colostrum is superior to enriched formulas in stimulating intestinal function and necrotising enterocolitis resistance in preterm pigs [J]. British Journal of Nutrition. 2011, 105: 44-53.

Jiang R and Lonnerdal B. 2020. Effects of milk osteopontin on intestine, neurodevelopment, and immunity. Protective factors in human milk.

Anborgh,P.H.,etal.,Pre-andposttranslationalregulationofosteopontinincancer [J]. JournalofCellCommunicationandSignaling,2011. 5,111e122.

Rittling S. R et al., Suppression of tumor growth by orally administered osteopontin is accompanied by alterations in tumor blood vessel [J]. British Journal of Cancer. 2014, 110: 1269-1277.

Christensen et al., Structure, function and nutritional potential of milk osteopontin [J]. International Dairy Journal. 2016, 57: 1-6.

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