载脂蛋白E受体2的研究进展

卢东赫，　付滨丽，　高　飞，　张文静，　刘彦虹

载脂蛋白E受体2的研究进展

卢东赫，付滨丽，高飞，张文静，刘彦虹

(哈尔滨医科大学附属第二医院检验科，黑龙江 哈尔滨 150086)

摘要：载脂蛋白E受体2(ApoER2)是一种细胞表面糖蛋白，广泛存在于体内多种组织细胞中，且能够与多种结构和功能各异的配体相互作用，在信号转导中起重要作用。文章主要对ApoER2的结构与生物学功能以及ApoER2的表达与疾病相关性进展作一综述。

关键词：载脂蛋白E受体2；结构；配体；功能

Research progress of apolipoprotein E receptor 2LUDonghe，FUBinli，GAOFei，ZHANGWenjing，LIUYanhong

.(DepartmentofClinicalLaboratory，theSecondAffiliatedHospitalofHarbinMedicalUniversity，HeilongjiangHarbin150086，China)

Abstract:Apolipoprotein E receptor 2(ApoER2)，a kind of cell surface glycoprotein, widely existing in many tissues of body cells， can interact with a variety of different structures and functions of ligand， and plays an important role in signal transduction. This paper mainly reviews the research progress about the structure of ApoER2 and its biological function， ApoER2 expression and relative diseases.

Keywords:Apolipoprotein E receptor 2； Structure； Ligand； Function

在含有网格蛋白的特殊被膜窦区的细胞中有一系列细胞表面膜受体，通过受体介导的细胞内吞作用将大分子物质运输到细胞内。这些受体有很强的分子结构相关性，组成低密度脂蛋白受体(low-density lipoprotein receptor，LDLR)家族。载脂蛋白E受体2(apolipoprotein E receptor 2，ApoER2)又称为低密度脂蛋白受体相关蛋白8(LDL-receptor related protein 8，LRP8)，是LDLR家族成员之一，1996年由KIM等[1]发现，是一个广泛存在于细胞表面的跨膜内吞受体蛋白。迄今为止，人类中仅有3个低密度脂蛋白A类(LDL receptor class A，LA)重复序列。研究发现ApoER2 mRNA存在于中枢神经系统、胎盘和睾丸中。免疫组化分析显示ApoER2在海马、小脑、嗅觉神经中枢的僧帽细胞层、大脑皮层(胞体和树突)、皮层神经元及血小板中也均有表达[2-3]。ApoER2主要参与Reelin/Dab1信号传导通路，指导神经元在发育的中枢神经系统内到达其恰当的位置[4]；还可与多种结构和功能各异的配体相互作用，不仅可以对血脂的动态平衡和纤溶功能的稳定起调节作用，而且还参与多种生长因子、细胞激酶生物学效应的发挥[5]。

一、ApoER2 的分子结构

ApoER2是一种由人类LRP8基因编码的跨膜蛋白，包含有870个氨基酸残基，相对分子质量为105 000。 ApoER2共包括5个结构域，从N端到C端分别为：(1)富含半胱氨酸重复序列的配体结合域；(2)表皮生长因子前体同源结构域[带有YWTD(Y为酪氨酸、W为色氨酸、T为苏氨酸、D为天冬氨酸)域的β-螺旋片段]；(3)氧连接糖结构域(大部分的Ser和Thr侧链上的氧原子与寡聚糖链构成O-糖苷键)；(4)跨膜结构域；(5)胞浆尾区结构域[包含一个或多个NPxY(N为精氨酸、P为脯氨酸、X为任何氨基酸、Y为酪氨酸)序列的胞质尾区][6]；其示意图见图1。LDL受体家族的所有成员胞质尾区至少有一个NPxY基序，此基序对于结合胞内衔接蛋白和细胞内吞都起到非常重要的作用。而ApoER2与LDL受体家族的其他成员不同，其胞质尾区包含可变剪接外显子19，该片段促进ApoER2与Reelin、C-Jun氨基末端激酶(C-JunN-terminal kinase，JNK)相互作用蛋白(JNK-interacting protein，JIP)1和 JIP2等相互作用。因此推测这种片段可能通过某种方式破坏NPxY基序，从而减弱ApoER2在脂蛋白中的内吞作用[5，7]。但是这一推测仍需作进一步研究。

图1　ApoER2分子结构

二、ApoER2的配体

1.载脂蛋白E(apolipoprotein E，apo E)apo E是血浆中重要载脂蛋白之一，其生物活性的发挥以及在将脂质转运至细胞内的过程中均需受体的参与。而ApoER2作为apo E的受体对其有高度亲和性。apo E与Reelin竞争结合神经元表面的ApoER2，并摄入细胞内，之后可保留在细胞内，也可以被运送到细胞表面或被分解，从而减少突触可塑性[8]。apo E与巨噬细胞上极低密度脂蛋白受体(very low density lipoprotein receptor，VLDLR)或ApoER2结合，通过p38丝裂原活化蛋白激酶(p38 mitogen-aetivated potein kinase，p38MAPK)信号通路，诱导巨噬细胞从M1向M2表型转换，在炎症反应中发挥重要作用[9]。apo E与ApoER2的结合还能促进淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein，APP)的胞内吞作用，促进APP的水解。这在某些疾病，如阿尔茨海默病的发生、发展过程中可能发挥着重要的作用[10]。

2.JIP1和JIP2JIP是JNK的一种特异性胞浆抑制因子，可作为一类JNK的脚手架蛋白选择性的与JNK级联反应中特异的蛋白激酶结合，介导JNK信号转导通路的激活。GOTTHARDT等[11]用酵母双杂交实验证明JIP1、JIP2可通过磷酸酪氨酸相互作用结构域(phosphotyrosine-interacting domain, PID)结构域与ApoER2的可变剪接外显子19相互作用，参与JNK信号转导通路。

3.硒蛋白P(selenoprotein P，SepP)SepP可将微量元素硒从肝脏运输到睾丸和大脑，而ApoER2作为其受体，它的YWTD域的β-螺旋片段结构域可与SepP的两条最长的亚基相结合，介导硒蛋白转运[12]。BURK等[13]利用动物实验证明，在母鼠怀孕18 d的胎盘中，胎鼠的ApoER2可与母体中的SepP结合。因此ApoER2介导的SepP转运对胎儿的发育有重要作用。此外，ApoER2可调节小鼠脑部的硒含量。ApoER2敲除的小鼠以低硒喂食后会导致脑部神经系统功能严重丧失甚至死亡；SepP或其受体ApoER2的功能缺失都会导致小鼠突触重塑功能受损[14]。

4.丛生蛋白(Clusterin)Clusterin作为一种多功能分泌糖蛋白存在于人体的不同组织中，有多种生理功能。研究表明Clusterin与ApoER2、VLDLR相结合，诱导磷脂蛋白受体(disabledho-molog 1, Dab1)磷酸化，通过磷酯酰肌醇3激酶(phosphoinositide-3-kinase，PI3K)/丝氨酸蛋白激酶(set-inethreonine kinase，Akt)信号通路，刺激室管膜下区外植体神经元细胞的增殖，对神经链的形成起重要作用[15]。

三、ApoER2的主要功能

1.神经元迁移Reelin蛋白是一种细胞外基质蛋白，主要由Cajal-Retzius(C-R)细胞合成和分泌。Reelin蛋白及其受体在皮质发育期间一些脑组织的层状结构中起关键作用。研究发现VLDLR和ApoER2是Reelin蛋白的高亲和力受体，在皮层迁移期表达于迁移的神经元及放射状神经胶质细胞，在胚胎发育中期表达程度最高，多位于上部皮质板、Ⅲ层和IV层的大锥体细胞中。Reelin蛋白与VLDLR或ApoER2的细胞外部分结合后，胞内衔接蛋白Dabl N末端磷酸酪氨酸相互作用结合区域(phosphotyrosine interaction/binding, PI/PTB)优先结合于受体的非磷酸化NPxY基序[16]，在酪氨酸激酶家族中的Fyn与Src协同作用下诱导Dab1酪氨酸残基磷酸化，启动细胞内信号级联，对Reelin信号做适当的细胞应答，指导神经元在发育的中枢神经系统内到达其特定的位置[4]。BENHAYON等[17]研究发现VLDLR和ApoER2双基因敲除时会出现严重的皮层成层障碍，而ApoER2缺失则主要影响新皮质的形成。在ApoER2敲除小鼠中，正常情况下应迁移至Ⅱ～Ⅳ层的神经元大部分位于Ⅴ层和Ⅵ层，只有少数到达其目的层，说明ApoER2对后产生的神经元正确迁移起到了重要作用[7]。CAI等[18]研究发现，Reelin级联信号还涉及丝切蛋白(Cofilin)的磷酸化。Cofilin是一种肌动蛋白解聚蛋白，控制活跃的延伸细胞突起，并控制细胞定向运动。Reelin蛋白通过结合ApoER2使Cofilin磷酸化，防止F-肌动蛋白的解聚，稳定细胞骨架，终止神经元的迁移，从而稳定皮层结构。

2.突触传递长时程增强(long-term potentiation，LTP)作用突触可塑性是突触传递效能长时程改变的现象。突触可塑性包括LTP和突触传递长时程减弱(long-term depression，LTD)两种生理学现象。LTP是发生在两个神经元信号传输中的一种持久的增强现象，能够同步刺激两个神经元，被视为构成学习与记忆基础的主要分子机制之一。在海马体上，突出后致密物质95(postsynaptic density protein 95, PSD-95)的PDZ1结构域可以与ApoER2结合，而PSD-95的PDZ2结构域可以和N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid, NMDA)受体结合。这提示PSD-95作为衔接蛋白很可能与ApoER2及NMDA受体形成三聚体，调控NMDA磷酸化及在膜上的表达。当Reelin蛋白结合ApoER2通过Reelin-Dabl信号通路诱导Dab1激活，催化NMDA受体蛋白亚基的磷酸化，增加细胞外钙的内流，诱导LTP效应，进而介导一系列高级神经活动。LTP在调节中枢神经兴奋性、维持神经冲动的正常传递、学习、记忆等大脑功能方面起重要作用[19]。

四、ApoER2的临床意义

1. ApoER2与阿尔茨海默氏病(Alzheimer′s disease，AD)AD是一种中枢神经系统的退行性疾病，主要表现为认知功能障碍和缺失、神经行为的异常及生活自理能力的丧失。研究表明在AD患者中，胞内ApoER2的表达可导致γ分泌酶活性的增加，γ分泌酶酶切ApoER2及APP，产生APP胞浆区(APP intracelluar domain，AICD)52 和AICD50。这些蛋白片段控制转录因子，导致微管相关蛋白(tau蛋白)磷酸化，形成双螺旋纤维丝，并最终形成了一些不溶物，影响了微管的功能和结构。但对于微管功能结构的改变与AD之间的联系仍有待进一步的研究[20]。ApoER2与Reelin、apoE基因相互作用对AD也有影响，Reelin蛋白结合ApoER2导致NMDA受体磷酸化，引起一系列的信号级联。而apoE基因与Reelin蛋白竞争结合ApoER2，从而削弱信号级联效应，减少突触可塑性，使神经元受损，从而致病[10]。

2.ApoER2与抗磷脂综合征(antiphospholipid syndrome，APS)APS是一种累及多器官的系统性自身免疫性疾病，血栓形成是其主要的病理基础和突出的临床表现。研究发现抗β2糖蛋白Ⅰ(beta 2-glycoprotein Ⅰ，β2GPⅠ)自身抗体的存在是增加APS患者血栓形成发生率的危险因素之一。现在已知引起抗磷脂抗体最重要的血浆蛋白是β2GPⅠ[21]。LEE等[22]证实β2GPⅠ的Ⅴ区与血小板膜上的ApoER2的第1个低密度脂蛋白A 型(the first LDL type A，LA1)片段相互作用。URBANUS等[23]证明二聚化β2GPⅠ会导致β2GPⅠ与血小板膜上的ApoER2相互作用，进一步活化血小板。在小鼠APS模型中，二聚化β2GPⅠ能促使血栓形成增加，而将小鼠的ApoER2基因敲除后发现血栓形成明显减少，说明ApoER2参与了APS血栓形成的病理过程[24]。

3. ApoER2与重度抑郁症(major depressive disorder，MDD)MDD是以情绪低落为主要症状的一类精神障碍疾病，病理原因复杂。SUZUKI等[25]用实时定量聚合酶链反应(polymerase chain reaction，PCR)实验发现MDD患者外周血淋巴细胞的ApoER2 mRNA表达降低，然而ApoER2低水平表达似乎与疾病的严重程度或持续时间没有明显关联。这个研究表明ApoER2的表达现仅作为MDD的特征标记物。

4.ApoER2在精子发育中的作用ApoER2缺陷小鼠可导致大脑形成缺陷外，还表现为雄性不育。ANDERSEN等[26]研究证实ApoER2高度表达于附睾的起始段，影响集群索和磷脂过氧氢谷胱甘肽过氧化物酶(phospholipid hydroperoside glutathione peroxidast，PHGPx)的功能表达，而这两个蛋白对于精子成熟来说是必需的。在ApoER2基因敲除小鼠中，PHGPx表达减少使精子不能调节细胞容积，并导致精子形态异常和不活动，提示ApoER2对人类不育有一定影响。

五、结语

综上所述，ApoER2是神经元迁移的重要调节剂，其作为信号因子Reelin蛋白的受体为大脑发育中神经元迁徙到适当位置提供了位置标尺，而且在与不同的配体的相互作用过程中定义了该受体在不同的信号通路中的不同角色。虽然近年来对ApoER2及其与配体相互作用而产生的多重功能的研究已取得了很大的进展，但有些方面尚待进一步确证。在未来的研究中可望对目前尚不明了的结合配体的准确位置以及与配体结合的方式等方面有进一步的研究，以便在临床上对疾病的诊断和治疗给予更多、更广泛的依据和途径。

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(本文编辑：龚晓霖)

收稿日期：(2014-07-29)

中图分类号：

文章编号：1673-8640(2015)05-0537-04R446.1

文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2015.05.030

通讯作者：刘彦虹，联系电话：0451-86296362。

作者简介：卢东赫，女，1986年生，硕士，主要从事自身免疫病研究。

基金项目：国家自然科学基金资助项目(81270394)