细胞因子受体中的共用链
2011-11-28 18:03:01   来源：   作者：  评论：0 点击：

　　大多数细胞因子受体是由两个或两个以上的亚单位组成的异源二聚体或多聚体，通常包括一个特异性配体结合α链和一个参与信号的β链。α链构成低亲和力受体，β链一般单独不能与细胞因子结合，但参与高亲和力受体的形成和信号转导。应用配体竟争结合试验、功能相似性分析以及分子克隆技术发现在细胞因子受体中存在着不同细胞因子受体共用同一种链的现象。
　　（一）细胞因子受体共用链的种类

　　在众多的细胞因子中，某些细胞因子的作用十分相似，如IL-3、IL-5、GM-CSF都作用于造血系统，促进造血干细胞或定向干细胞的增殖。IL-6、IL-11、LIF、OSM都能作用于肝细胞、巨核细胞、浆细胞瘤，发挥相似的生物学作用。IL-2、IL-4、IL-7、IL-9和IL-13均具有刺激T细胞或和B细胞增殖的作用。上述细胞因子功能的相似性已部分在受体水平得到解释，在很大程度上是由细胞因子受体共用链所决定的。目前已知，细胞因子共用链主要有gp310、GM-CSFRβ链和IL-2Rγ链。

　　1.gp130/LIFR 为IL-6R、单抗MT18在骨髓瘤细胞系U266共沉淀中得到一种130kDa的糖蛋白，命名为gp130。1990年Hibi克隆成功，gp130，属于造血因子受体家族。IL-6、IL-11均能刺激IL-6信赖的小鼠浆细胞瘤系T1165的增殖，能在IL-3、GM-CSF的作用下缩短骨髓多能干细胞的Go期，增强IL-3依赖的人和小鼠的巨核细胞集落的形成，促进体内、体外的特异性抗体反应，诱导肝细胞急性期蛋白的产生。抗gp130能阴断IL-6、IL-11两种细胞因子分别诱导的TF1细胞的增殖，而抗IL-5R只能阴断IL-6诱导的TF1的增殖，表明IL-6、IL-11受体共用一个信号转导链。OSM受体存在着低亲和力及高亲和力两种受体，低亲和力受体即gp130，gp130与LIFR构成高亲和力受体。与在IL-6R、IL-11R中不同，gp130在OSMR中只形成低亲和力受体且不能单独转导细胞因子信号。高亲和力的LIF受体由LIFR和gp130组成，OSM与LIF能竞争结合高亲和力LIF受体，但不竞争结合低亲和力的LIF受体。　
表4-19 gp130/LIFR共用链与高亲和力受体组成的关系
配体低亲和力、特异性结合配体受体高亲和力受体
多肽链结构特征亲和力（kd≈）组成亲和力（kd≈）
IL-6IL-6Rα链1个ICSF结构域
1个HCSF结构域1～2nMIL6-Rα/gp130、gp130(二聚化)40～50pM
　　
IL-11IL-11Rα链1个ICSF结构域 2个HCRF结构域10nMIL011Rα/gp13040～800pM
LIFLIFR2个HCRF结构域　LIFR/gp13020～30pM
OSMgp1301个HCSF结构域500pMgp130/LIFR5pM
CNTFCNTFRα链1个ICSF结构域10nMCNTFRα/gp130、LIFR100～200pM
　　1个HCSF结构域（GPI锚）　　　

　　注：（1）LIF：leukaemia inhibitory factor;OSM:oncostatin M;CNTF:ciliary neurotrophic factor.

　　(2)IGSF:immunoglobulin superfamily;GCRF:hematopoietic cytokine receptor family.

　　(3)gp130转导IL-6、IL-11刺激信号，gp130与LIFR两种链转导LIF、OSM和CNTF刺激信号。

　　（4）IL-11Rα链（小鼠）与IL-6Rα链和CNTFRα链氨基酸同源性分别为24%和22%。

　　2.KH97/AIC2B为IL-3R、IL-5R、GM-CSFR所共用。在造血方面，IL-3与GM-CSF均能促进未成熟细胞、混合细胞及粒细胞-巨噬细胞集落的形成，激活单核细胞，促进嗜酸性粒细胞集落形成。IL-5除了促进B细胞分化和分泌抗体外，也具有刺激嗜酸性粒细胞分化作用。用GM-CSFRβ链分别与IL-3、IL-5、GM-CSFRα链共转染的试验证明，这三种细胞因子高亲和力受体中的β链在小鼠和人分别为AIC2B和KH97，它们有56%的同源性。

　　3.IL-2受体γ链 除IL-2R含有γ链外，IL-4R、IL-7R、IL-9R和IL-13R复合物中也共用IL-2Rγ链（γc）。这些受体的相应配体是一组主要作用于T细胞的生长因子。以IL-2γ链异常为主要特征的X联锁严重免疫缺陷综合症患者显示出T细胞发育异常，T细胞的缺乏或数量明显减少，提示IL-2γ链在T细胞的发育中起至关重要的作用。IL-4、IL-7均在T细胞的发育中起作用，它们共用一条信号转导链IL-2Rγ链来传递T细胞增殖的信号。在IL-2受体系统中，α链构成低亲和力受体，中亲和力受体由β、γ链组成，高亲和力受体由α、β、γ三条链组成，其中，γ链相当于其它细胞因子受体的β链，参参与信号传递，而αβ链则相当于α链，主要发挥识别和结合配体的作用。
　　（二）共用链与细胞因子受体信号转导

　　细胞因子信号转导首先需要配体与受体结合并诱导受体二聚体（或三聚体）的形成，使二聚体（或三聚体）胞浆部分的相互作用，由此引起不同途径的信号转导。在IL-2R系统中，受β、γ链的二聚作用对于信号的转导是必须的，缺乏β链胞浆区的IL-2R不能转导IL-2刺激所发生的信号。大多数的细胞因子对细胞的刺激及信号转导与酪氨酸激酶的活化及细胞内蛋白的酪氨酸磷酸化有关，细胞因子与受体结合可以引起受体成分的酪氨酸磷酸化。ERS胞浆区近膜端的60个氨基酸残基是高度保守的，这段同源序列对IL-6、G-CSF、EPO、IL-7的信号转导起着关键作用，提示这些受体可能利用相似的胞膜内信号转导机制。

　　1.gp130介导信号转导 在IL-6R、IL-11R、OSMR、LIFR、CNTFR的信号转导共用链gp130中，其胞浆区约277个氨基酸残基中包含丝氨酸富含区、核苷酸结合区及4个GTP结合模式区。其中的丝氨酸富含区也存在于G-CSFR、IL-2Rβ、IL-4R和EPOR，其它的ERS成员有着明显的同源性。其中一个片段在所有ERS成员中都是保守的，另一个片段存在于G-CSFR、EPOR、KH97中。这两个短的片段中，无论哪个发生突变都将使gp130不能发生酪氨酸磷酸化，丧失信号转导的能。LIFR/gp130异源双体也与酪氨酸磷gp130不能发生要酪氨酸磷酸化，丧失信号转导的功能。LIFR/gp130异源双体也与酪氨酸磷酸化有关。虽然大多数造血因子受体家族成员均不具有酪氨酸激酶结构域，但它们与酪氨酸激酶型生长因子受体相似，生长因子引起与之相关的受体酪氨酸激酶二聚体的形成和激活，而造血因子可能是诱导其受体的二聚体形成并导致相关酪氨酸激酶的活化。已发现在IL-6、IL-11刺激的TF1细胞中检测出分子量97/95kDa的蛋白发生了酪氨酸磷酸化，抗gp130的信号转导中很重要。在不同的细胞系3T3-L1、B细胞杂交瘤、髓样白血病系中发现有不同分子量蛋白的要酪氨酸磷酸化，提示在不同的细胞系中存在细胞特异的酪氨酸激酶及各自特异的底物，这可能是共用gp130的IL-6、IL-11、LIF、CNTF、OSM在不同细胞中生物学作用差异的原因一。JAK2是一种非受体型的酪氨酸激酶，可以被EPO、IL-3、G-CSF、IL-6等多种细胞因子刺激所激活，JAK2可能是这些不同的细胞因子受体信号转导途径中的一个共同因素，这种与受体相联的JAK2激酶可能因受体结构的不同而催化不同的底物，从而导致了JAK2介导了许多不同的生和的学功能。此外，gp130在IL-6、IL-11、CNTF、LIF的刺激后也发生了自身的酪氨酸磷酸抡。

　　2.KH97/AIC2B介导信号传导在IL-3、IL-5、GM-CSF的信号转导链KH97/AIC2B的胞浆区内也存在着两个产生不同信号所必需的区域：一个是Glu517上游近膜端的约60个氨基酸的区域，它是诱导c-myc和pim-1所必需的；另一个区域是Leu623至Ser763约140个氨基酸的胞浆区域，是Ras、Raf、MAP（丝裂原激活的蛋白激酶）的激活以c-fos、c-jun的诱导所必需的。hGM-CSFRα、β链无任何已知酶的催化区，共转染hGM-CSFα、β链的Ba/F3细胞的地冽同C-Myc、pim-1水平的延长增加相关联的。在小鼠淋巴细胞系转染GM-CSFα、β链后可以引韦胞内数种蛋白的酪氨酸磷酸化并引起增殖反应，α、β链共转染小鼠NIH3T3细胞表达GM-CSFR高亲和力受体，可引起表达的β链胞浆区和另外一个有包浆内40～45kDa蛋白的酪氨酸快速磷酸化。