文章编号： １０００－１３３６（２００９）02－0214-04
谌 秦旭平
永磁同步电机（南华大学药物药理研究所，衡阳 ４２１００１）
摘要：胞膜小窝（ｃａｖｅｏｌａｅ）是细胞膜表面特化的泡状内陷微区，由胆固醇、鞘脂和蛋白质组成，小窝蛋白－１（ｃａｖｅｏｌｉｎ－１）是其标志性蛋白。胞膜小窝是一个信号转导的整合器，许多信号分子集结于此。大多数情况下，小窝蛋白－１能与其调节的信号分子蛋白结合，并起到负调控作用；在血管平滑肌细胞分化、增殖和动脉粥样硬化等多种病理和生理过程中起到重要调节作用。 关键词：胞膜小窝；小窝蛋白；信号转导
中图分类号：Ｑ５１
收稿日期：２００８－１０－２１
作者简介：谌贇（１９８１－），女，硕士，Ｅ－ｍａｉｌ： ｃａｔｃｈｅｎｙｕｎ＠
ｙａｈｏｏ．ｃｎ；秦旭平（１９６３－），男，博士，副教授，硕士生导师，力度记号
联系作者，Ｅ－ｍａｉｌ： ｑｉｎｘｐ３３３＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
小窝蛋白－１抑制存活蛋白（ｓｕｒｖｉｖｉｎ）的表达。在人类结肠癌细胞ＨＴ２９（ＡＴＣＣ）中，小窝蛋白－１能降低存活蛋白 ｍＲＮＡ和蛋白的表达水平，而在转移的ＨＴ２９（ＵＳ）中却不是如此，因为ＨＴ２９（ＵＳ）细胞在细胞内表达少量的Ｅ－钙黏着蛋白（Ｅ－ｃａｄｈｅｒｉｎ），而并非在细胞膜上。当让ＨＴ２９（ＵＳ）再表达Ｅ－钙黏着蛋白后，能恢复下调β-链蛋白－Ｔｃｆ／Ｌｅｆ依赖性的转录和存活蛋白的表达。说明在小窝蛋白－１抑制存活蛋白过程中，Ｅ－钙黏着蛋白起到了重要作用。另外，小窝蛋白－１与β-链蛋白共区域化能使ＨＴ２９（ＵＳ）中的Ｅ－钙黏着蛋白表达上调［４］。
２．３ 小窝蛋白－１与ＮＯＸ１共定位 ＲＯＳ（活性氧簇）是由多亚基ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ酶氧化作用产生的，是血管平滑肌细胞中的信号分子，并在动脉硬化中对细胞增生、肥大、迁移有重要作用。ＮＯＸ１和ＮＯＸ４是吞噬细胞ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ亚基ｇｐ９１ｐｈｏｘ的两个同系物，但对生长因子刺激的反应不同。用共聚焦显微镜做光学切面证实了ＮＯＸ１与小窝蛋白－１在胞膜小窝相互结合，而ＮＯＸ４在粘着斑和细胞核中与小窝蛋白－１相互结合，说明ＮＯＸ１和ＮＯＸ４在血管平滑肌细胞中的不同作用与它们的亚细胞定位有关，其中小窝蛋白－１起到了重要作用［５］。
管锥编２．４ 小窝蛋白－１与ＫＡＴＰ通道共定位 Ｓａｍｐｓｏｎ等在研究ＫＡＴＰ通道空间组成时，用不连续蔗糖密度梯度离心法和免疫印迹等方法发现，ＫＡＴＰ通道及其上游的信号分子腺苷酸环化酶与小窝蛋白－１共定位于胞膜小窝。研究者进一步用免疫共沉淀的方法证明，ＫＡＴＰ通道亚基、Ｋｉｒ６．１与小窝蛋白－１存在相互作用。用胆固醇结合药物β-环糊精破坏胞膜小窝之后，减弱了ｃＡＭＰ依赖性的ＰＫＡ敏感的ＫＡＴＰ通道电流，这就证明了胞膜小窝结构完整性对腺苷酸环化酶介导的离子通道起着重要调节作用［６］。
２．５ 小窝蛋白－１与血管紧张素Ⅱ受体Ｉ型受体共定位血管平滑肌细胞中同时表达小窝蛋白－１、 小窝蛋白－２和小窝蛋白－３，但其中仅仅小窝蛋白－１ ｍＲＮＡ受血管紧张素Ⅱ的调节。用血管紧张素Ⅱ刺激血管平滑肌细胞之后，用Ｎｏｒｔｈｅｒｎ印迹分析发现，小窝蛋白－１ｍＲＮＡ表达增强。但在用Ｗｅｓｔｅｒｎ 印迹检测蛋白水平的时候却发现血管紧张素Ⅱ刺激能显著下调小窝蛋白－１蛋白表达水平，而这种蛋白质水平的短暂逆转是由于血管紧张素Ⅱ刺激能直接提高小窝蛋白－１蛋白质的降解，这一机制可能与钙离子内流有关。
Ｉｓｈｉｚａｋａ等用蔗糖密度梯度离心法将细胞分级分离研究时发现，在血管紧张素刺激的条件下，血管紧张素Ⅱ受体Ｉ型迁移至胞膜小窝，并用免疫共沉淀的方法检测到血管紧张素Ⅱ受体Ｉ型受体与小窝蛋白－１存在相互作用［７］。这就足够说明小窝蛋白－１可能通过与血管紧张素Ⅱ受体Ｉ型的结合参与血管紧张素Ⅱ刺激引起的增殖通路［７］。
２．６ 小窝蛋白－１与依富配体蛋白Ｂ１和依富配体蛋白Ａ２共定位 依富配体蛋白受体酪氨酸激酶是胚胎期脉管发育的关键因子，但在成熟期的血管生成中的作用还不清楚。Ｖｉｈａｎｔｏ等研究发现，依富配体蛋白Ｂ１和依富配体蛋白Ａ２受体的胞质尾区存在能与小窝蛋白－１结合的氨基酸基序，并证实ＥｐｈＢ１受体激酶区域为ＷＳＹＧＶＴＶＷ；而ＥｐｈＡ２受体激酶区域为ＷＳＦＧＩＶＭＷ［８］。为此，作者推测小窝蛋白－１可能参与了调节依富配体蛋白信号通路。通过免疫共沉淀和免疫荧光，证实在依富配体蛋白Ｂ２（ｅｐｈｒｉｎＢ２）／Ｆｃ和依富配体蛋白Ａ１（ｅｐｈｒｉｎＡ１）／Ｆｃ刺激下，ＥｐｈＢ１和ＥｐｈＡ２分别与小窝蛋白－１结合，并能促进ＣＨＯ－ＥｐｈＢ１细胞中小窝蛋白－１的磷酸化；转染缺失功能性脚手架区域小窝蛋白－１的Ｃｏｓ－７ 细胞中，依富配体蛋白Ｂ２／Ｆｃ刺激引起的依富配体蛋白Ｂ１与小窝蛋白－１的相互作用及依富配体蛋白Ｂ１介导的ＥＲＫ通路被阻断，这就证实了小窝蛋白－１／胞膜小窝——特别是其功能性脚手架区域——直接参与了依富配体蛋白Ｂ１受体酪氨酸信号通路［８］。排队长度
２．７ 小窝蛋白－１与Ｇαｑ共定位 在未转染小窝蛋白－１和转染小窝蛋白－１的野生型Ｆｉｓｈｅｒ大鼠甲状腺细胞（ＦＲＴｃｅｌｌｓ）中，Ｓｅｎｇｕｐｔａ用荧光共振能量转移方法证实，静止期ｅＣＦＰ荧光标记的Ｇβγ蛋白（ｅＣＦＰ－Ｇβγ）与ｅＹＦＰ荧光标记的Ｇαｑ蛋白（Ｇαｑ－ｅＹＦＰ）在以上两种细胞株中相结合程度一致。但在乙酰胆碱刺激下，两种细胞株则表现截然相反；ＦＲＴｃａｖ－细胞中，ｅＣＦＰ－Ｇβγ和Ｇαｑ－ｅＹＦＰ之间的ＦＲＥＴ效率保持高水平，
而ＦＲＴｃａｖ＋细胞中却明显减弱，说明小窝蛋白－１的表达促使了Ｇβγ与Ｇαｑ 亚基的分离。在ＦＲＴｃａｖ－细胞中，在两种细胞中过表达ＰＬＣ发现，ＦＲＴｃａｖ－细胞中的钙离子浓度迅速上升，而ＦＲＴｃａｖ＋细胞中的钙离子浓度则缓慢稳定上升，说明小窝蛋白－１与Ｇαｑ亚基结合并缓慢释放Ｇβγ亚基，进而促使Ｃａ２＋稳定释
放。因此，小窝蛋白－１通过与Ｇ蛋白结合在改变Ｃａ２＋信号持续时间及信号转导中发挥了关键作用［９］。２．８ 小窝蛋白－１与ＲｈｏＡ共定位 肾小球毛细血管压的增加是引起肾小球动脉硬化的关键因素，有报道称ＲｈｏＡ激酶介导的机械刺激作用能引起纤维结合蛋白的产生。作者用机械刺激促进了肾小球膜细胞中的小窝蛋白－１和ＲｈｏＡ结合，再用环糊精处理之后发现能抑制二者的结合和ＲｈｏＡ的活化。另外，二者的结合以及ＲｈｏＡ的活化需要Ｓｒｃ激酶的介导。这些说明了小窝蛋白－１／胞膜小窝在Ｓｒｃ激酶的介导ＲｈｏＡ信号通路中起到了正性调控的作用［１０］。２．９ 小窝蛋白－１转位调节作用 小窝蛋白－１转位能调节机械刺激诱导的血管平滑肌细胞的细胞外调节激酶（ＥＲＫ）活性变化。周期性的机械刺激能短暂地诱导血管平滑肌细胞中的小窝蛋白从细胞膜转位到胞内，激活ＥＲＫ，并在五分钟时达到高峰。用环糊精破坏胞膜小窝结构后， 小窝蛋白－１减少，胞内的小窝蛋白增加，并在观测时间段的早期和晚期发现ＥＲＫ的活性增加。当内源性的小窝蛋白下调，晚期ＥＲＫ活性完全消退。由于机械刺激引起的转位至胞内的小窝蛋白－１与β－整联蛋白（β－ｉｎｔｅｇｒｉｎ），Ｆｙｎ和Ｓｈｃ相互结合，从而激活ＥＲＫ。因此，在血管平
滑肌细胞中，机械刺激引起的小窝蛋白转位在介导机械刺激诱导的ＥＲＫ激活中起到重要作用［１１］。
３． 胞膜小窝与血管平滑肌细胞分化、增殖和动脉粥样硬化
血管平滑肌细胞存在不同的表型，在研究胞膜小窝在血管平滑肌细胞表型转化和细胞增殖过程中的作用时发现，胞膜小窝主要出现在血管平滑肌细胞的收缩表型中［１２］。
一些级联反应能在胞膜小窝被激活，如糖酵解、胰岛素刺激信号通路。而许多其他的信号通路，特别是引起增殖的信号转导却被抑制［１３］。在动脉粥样硬化的早期，血小板衍生生长因子（ＰＤＧＦ）的刺激对血管平滑肌细胞向增殖表型转化起到了关键作用，这一点在之前的研究中已非常明确。近来研究发现，用ＰＤＧＦ刺激人类冠状动脉血管平滑肌细胞后，小窝蛋白表达下调［１４］。然而，小窝蛋白－１ ｍＲＮＡ水平却有所增高，同时伴随小窝蛋白－１溶酶体降解增加，这也许能解释为什么ｍＲＮＡ表达水平增高而蛋白表达水平却下降。Ｓｃｈｗｅｎｃｋｅ等研究发现，用血清刺激野生型的小鼠血管平滑肌细胞后，能刺激引起增殖和小窝蛋白－１蛋白表达下降；当给小窝蛋白－１基因敲除的小鼠转染小窝蛋白－１后，增殖受到抑制，并且，在人类粥样斑中发现小窝蛋白－１蛋白表达下降［１５］。Ｃａｒｌｉｎ等发现，当给人类冠状动脉平滑肌细胞转染小窝蛋白－１后，血小板衍生生长因子刺激血管平滑肌细胞发生凋亡，并且抑制周期蛋白Ｄ（ｃｙｃｌｉｎ Ｄ）的表达
［１６］。另外，我们实验室研究发现，降钙素基因相关肽在抑制由血管紧张素Ⅱ引起的平滑肌细胞肥大和增殖的同时，小窝蛋白－１表达上调，这说明其抑制增殖的细胞内信号传导途径可能与增强小窝蛋白－１表达有关［１７］。
另外，由于氧化型的ＬＤＬ可以使胞膜小窝中的胆固醇含量极大地减少，促使小窝蛋白－１向细胞内转位，内皮氧化氮合酶（ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌ ｎｉｔｒｉｃ ｏｘｉｄｅｓｙｎｔｈａｓｅ， ｅＮＯＳ）的活性也随之减弱，因此，通过参与抑制内皮氧化氮合酶的活性和低密度脂蛋白的氧化，小窝蛋白－１／胞膜小窝可能影响动脉粥样硬化的形成。
４． 结语
1864评价胞膜小窝是一个细胞信号转导的整合器，小窝蛋白－１通过与各种信号分子的结合，对其信号通路起到功能性调节的作用，参与血管平滑肌细胞分化、增殖和动脉粥样硬化及肿瘤发生等多种病理、生理过程。尽管对胞膜小窝／小窝蛋白的研究已经非常多，但小窝蛋白的具体作用机制仍有待进一步阐明。目前，人们已经发现小窝蛋白与某些疾病有着千丝万缕的联系，对胞膜小窝／小窝蛋白研究的深入，有助于我们认识一些新的疾病，并研究出新的方法。
参 考 文 献
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［３］Ｓａｎｔｉｂａｎｅｚ ＪＦ ｅｔ ａｌ． Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ， ２００８， ７７： ７９１－７９９
［４］Ｔｏｒｒｅｓ ＶＡ ｅｔ ａｌ． Ｍｏｌ Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｌ， ２００７， ２７（２１）： ７７０３-7７１７［５］Ｈｉｌｅｎｓｋｉ ＬＬ ｅｔ ａｌ． Ｖａｓｃ Ｂｉｏｌ， ２００４， ２４： ６７７－６８３
［６］Ｓａｍｐｓｏｎ ＬＪ ｅｔ ａｌ． Ｃｉｒｃ． Ｒｅｓ， ２００４， ９５： １０１２－１０１８
［７］Ｉｓｈｉｚａｋａ Ｎ ｅｔ ａｌ． Ｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｏｎ， １９９８， ３２： ４５９－４６６
plp［８］Ｖｉｈａｎｔｏ ＭＭ ｅｔ ａｌ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅｌｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２００６， １１９： ２２９９－２３０９
［９］Ｓｅｎｇｕｐｔａ Ｐ ｅｔ ａｌ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅｌｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２００８， １２１： １３６３－
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［１０］Ｐｅｎｇ ＦＦ ｅｔ ａｌ． Ｊ Ａｍ Ｓｏｃ Ｎｅｐｈｒｏｌ， ２００７， １８： １８９－１９８［１１］Ｋａｗａｂｅ Ｊ ｅｔ ａｌ． Ｈｅａｒｔ Ｃｉｒｃ Ｐｈｙｓｉｏｌ， ２００４， ２８６： １８４５－１８５２［１２］Ｔｈｙｂｅｒｇ Ｊ． Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ， ２０００， ８０： ９１５－９２９［１３］Ｏｋａｍｏｔｏ Ｔ ｅｔ ａｌ． Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ， １９９８， ２７３： ５４１９－５４２２
Signal transduction of caveolae/caveolin-1
Y un CHEN Xu-Ping QIN
(Institute of Pharmacy & Pharmacology, University of South China, Hengyang 421001, China)
Abstract Caveolae are specific flask-shaped invaginations at the plasma membrane, and consist of cholesterol, sphingolipid and proteins. Its marker proteins are caveolins. Caveolae are the integratio
ns of cell signal transduction, in which many signaling molecules aggregate. In most cases, caveolins can recruit signaling molecule proteins and have negative regulative effect. This effect involves in the regulations of vascular smooth muscle cell differentiation, proliferation, and atherosclerosis.Key words Caveolae; Caveolin-1; Signal transduction
［１４］Ｐｅｔｅｒｓｏｎ ＴＥ ｅｔ ａｌ． ］ Ａｒｔｅｒｉｏｓｃｌｅｒ Ｔｈｒｏｍｂ Ｖａｓｃ Ｂｉｏｌ， ２００３， ２３：
１５２１－１５２７
［１５］Ｓｃｈｗｅｎｃｋｅ Ｃ ｅｔ ａｌ． Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃ Ｒｅｓ， ２００５， ６８： １２８－１３５［１６］Ｃａｒｌｉｎ ＳＭ ｅｔ ａｌ． Ｆａｓｅｂ Ｊ， ２００５， １９： １９５－２０２
［１７］邓水秀等． 中国动脉硬化杂志， ２００７， １５（９）： ６６１－６６５
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