牙組織的纖維粘連蛋白 胎兒纖維粘連蛋白

　　摘要：纖維粘連蛋白是細(xì)胞外結(jié)構(gòu)糖蛋白，在核糖體和高爾基復(fù)合體內(nèi)合成，具有兩個(gè)亞單位，每個(gè)亞單位有六個(gè)結(jié)構(gòu)功能區(qū)，各功能區(qū)可與不同的物質(zhì)結(jié)合，從而促使細(xì)胞的分化、增殖、遷移、纖維與細(xì)胞或組織的粘連。在牙組織中，該物質(zhì)主要分布于牙髓血管與神經(jīng)周圍，成牙本質(zhì)細(xì)胞層、前期牙本質(zhì)等處。
　　關(guān)鍵詞：纖維粘連蛋白；結(jié)構(gòu)糖蛋白；牙；牙組織
　　中圖分類號(hào)：R780.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　
　　纖維粘連蛋白（Fibronectin，F(xiàn)N）于1948年在血漿中發(fā)現(xiàn)，以后陸續(xù)見于其他組織中。它是典型的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)糖蛋白，可分為可溶性和不可溶性兩種�？扇苄訤N存在于血漿和組織液中，不可溶性FN存在于細(xì)胞表面和細(xì)胞間質(zhì)，后者廣泛存在于牙組織中。近些年來(lái)許多學(xué)者從牙醫(yī)學(xué)角度探討了FN的合成、分泌、分布與作用，顯示了在牙醫(yī)學(xué)中的廣闊應(yīng)用前景。
　　
　　1 FN的結(jié)構(gòu)與生物活性
　　
　　FN 是典型的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)糖蛋白，分子量為440000D，pH5.5～6.3，是一個(gè)不對(duì)稱的二聚體分子，呈線狀，為β螺旋。FN分子的一端或者兩端常�？梢砸姷讲鏄咏Y(jié)構(gòu)，這可能是末端扭曲的結(jié)構(gòu)，亦或是真正的第三級(jí)結(jié)構(gòu)。它的最大伸展長(zhǎng)度為160nm，[1] 最小為120 nm，其粗細(xì)決定于分子的伸展?fàn)顟B(tài)。
　　FN由兩個(gè)亞單位構(gòu)成，每個(gè)亞單位分子量為220000，羧基端有1～2個(gè)硫氨基，兩個(gè)亞單位在羧基端由二硫鍵連接在一起。從氨基端到羧基端，一般可分為六個(gè)功能結(jié)構(gòu)區(qū)。[2]
　　第一功能結(jié)構(gòu)區(qū)與纖維蛋白、細(xì)菌、XIIIa因子、肝素和肌動(dòng)蛋白連接；第二功能結(jié)構(gòu)區(qū)約30～40K道爾頓，可與膠原和明膠結(jié)合，能被胰凝乳蛋白酶（Chymo-tzypsin）、枯草桿菌蛋白酶（Subtilism）、嗜熱菌蛋白酶hermolysin）等從FN分子上消化下來(lái)，該區(qū)不能調(diào)節(jié)細(xì)胞間的作用；第三功能結(jié)構(gòu)區(qū)以何種物質(zhì)結(jié)合，目前還不清楚；第四功能區(qū)可與細(xì)胞結(jié)合，又稱細(xì)胞結(jié)合區(qū)，該區(qū)含有108個(gè)氨基酸，靠近羧基端1/4的30個(gè)氨基酸與細(xì)胞附著有關(guān)，其中的四個(gè)肽精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-絲氨酸（ARG-GLY-ASP-SER）在分子表面形成一個(gè)親水環(huán)，有利于與細(xì)胞的結(jié)合；第五功能結(jié)構(gòu)區(qū)可與肝素（Hepara sulfate）結(jié)合，這種結(jié)合對(duì)于巨噬細(xì)胞的吞噬 功能發(fā)揮了重要作用，也參與了細(xì)胞外基質(zhì)的構(gòu)成；第六功能結(jié)構(gòu)區(qū)能與纖維蛋白II結(jié)合，這對(duì)傷口的早期愈合具有重要意義。DNA也能連接在FN的許多部位，但連接較弱，可隨鈣濃度的提高被抑制。六個(gè)功能結(jié)構(gòu)區(qū)之間由多肽環(huán)連接，多肽環(huán)可被蛋白酶水解，引起各功能結(jié)構(gòu)區(qū)分離。一般情況下，F(xiàn)N高度折疊，水解部位被掩蓋，從而保持了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
　　FN以蛋白質(zhì)為主，糖僅占5％，包括1.8％己糖、1.2％唾液酸、2.1％氨基己糖。FN的每條肽鏈上有4～6個(gè)糖的結(jié)構(gòu)位點(diǎn)，[3]該位點(diǎn)集中于FN分子結(jié)合膠原和細(xì)胞的片段上。糖對(duì)FN的活性影響不大，但糖的存在可防止蛋白酶水解。
　　
　　2 FN的合成
　　
　　FN屬于糖蛋白，包括肽鏈和寡糖兩部分。肽鏈在核糖體內(nèi)形成，寡糖必須在寡糖轉(zhuǎn)移酶的作用下先與磷酸多萜醇形成磷酸多萜醇寡糖后，才能轉(zhuǎn)移到新生的多肽鏈上[4]。這一過(guò)程分為四個(gè)階段。[5]第一階段在核糖體內(nèi)合成多萜醇鏈寡糖，該糖的合成首先通過(guò)N-乙酰氨基葡糖基轉(zhuǎn)移酶，生成N-乙酰氨基葡糖基焦磷酸多萜醇，然后依次通過(guò)各自相應(yīng)的特異性轉(zhuǎn)移酶，以各自的核苷酸衍生物直接轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的N-乙酰氨基葡糖殘基，甘露糖殘基，葡萄糖殘基上形成多萜醇鍵寡糖，該糖一般含有1～3個(gè)葡萄糖，9個(gè)甘露糖，2個(gè)N-乙酰氨基葡糖殘基。第二階段是在核糖體內(nèi)進(jìn)行蛋白質(zhì)糖基化，第一階段形成的多萜醇鍵寡糖，通過(guò)寡糖轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移到新生多肽鏈的天冬酰氨殘基上，該過(guò)程要求蛋白質(zhì)必須包含N-甲基化作用需要的三肽順序Asn-x-Ser（Thr） （天冬酰氨-x-絲/蘇氨酸），而且蛋白質(zhì)不能折迭，因?yàn)檎鄣�可引起結(jié)合部位的掩蓋。第三階段是在高爾基體內(nèi)進(jìn)行糖蛋白的加工與修飾，一般糖蛋白不含葡萄糖，只有較少的甘露糖殘基，多糖轉(zhuǎn)移到肽鏈上后，多余的葡萄糖殘基和甘露糖殘基被相應(yīng)的加工酶切掉。第四階段是糖鏈的延長(zhǎng)，這是通過(guò)機(jī)體內(nèi)專一性轉(zhuǎn)移酶增加N-乙酰氨基葡糖、半乳糖、巖藻糖和唾液酸，鏈的進(jìn)一步延長(zhǎng)是通過(guò)半乳糖基和唾液酸基轉(zhuǎn)移酶進(jìn)行的，唾液酸與半乳糖之間主要是α-2，3和α-2，6 鍵連接的。
　　FN合成后，在高爾基復(fù)合體內(nèi)形成分泌顆粒，然后移至質(zhì)膜，再分泌至胞外。Dzamba[6]通過(guò)免疫組化觀察發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞外的FN與I型膠原纖維存在某種聯(lián)系。
　　
　　3 FN在牙組織中的分布
　　
　　FN廣泛存在于牙髓組織中，呈網(wǎng)狀分布，一般在牙髓中央?yún)^(qū)的血管、神經(jīng)周圍FN密度較高[7]，造牙本質(zhì)細(xì)胞層FN免疫組化染色強(qiáng)陽(yáng)性，陽(yáng)性物位于造牙本質(zhì)細(xì)胞表面，呈細(xì)纖維束狀，跨越相鄰兩細(xì)胞體，[8]這與嗜銀纖維和Vonkorff纖維的走行基本一致。[9]
　　FN的分布與I、III型膠原有關(guān)，與III型膠原的結(jié)合能力比I型膠原強(qiáng)，可能是III型膠原比I型膠原更細(xì)的緣故。[6]但Takita[10]實(shí)驗(yàn)證實(shí)FN周圍無(wú)I型和III型膠原，推測(cè)可能是FN和其它蛋白多糖掩蓋了這些膠原的緣故。
　　FN在牙本質(zhì)中的分布仍存在爭(zhēng)議，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)證明[10][11]，F(xiàn)N存在前期牙本質(zhì)，以前期牙本質(zhì)與造牙本質(zhì)細(xì)胞之間較多，而鈣化的牙本質(zhì)中僅在牙本質(zhì)小管壁與造牙本質(zhì)細(xì)胞突之間存在FN，這種分布具有調(diào)節(jié)礦化的功能。Lukinmma等在前期牙本質(zhì)中未發(fā)現(xiàn)FN，這可能與樣品的選擇及實(shí)驗(yàn)操作有關(guān)。
　　牙骨質(zhì)有否FN目前有兩種不同看法，Lukinmma在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，[12]前期牙骨質(zhì)與造牙骨質(zhì)細(xì)胞之間存在FN，Connor等在實(shí)驗(yàn)中沒有觀察到FN，這可能與樣品的不同有關(guān)，前者來(lái)自牙骨質(zhì)的發(fā)育時(shí)期，后者是發(fā)育成熟的骨質(zhì)，說(shuō)明FN只出現(xiàn)于牙骨質(zhì)的發(fā)育階段。
　　 Connor等1984年扳導(dǎo)牙釉質(zhì)中不存在FN[13]，以后的一些實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一觀點(diǎn)。
　　
　　4 FN的作用
　　
　　4.1FN的粘附作用與細(xì)胞遷移控制
　　FN與細(xì)胞的粘附早在70年代初期就已發(fā)現(xiàn)，Chadha觀察到FN在造牙本質(zhì)細(xì)胞和前期牙本質(zhì)之間的黏附作用，[14]這種黏附作用可能是FN分子存在結(jié)合肌動(dòng)蛋白的部位， 肌動(dòng)蛋白是微絲聯(lián)系的主要成分，細(xì)胞外FN通過(guò)質(zhì)膜與胞內(nèi)微絲聯(lián)系，有人已觀察到細(xì)胞與細(xì)胞之間、細(xì)胞與培養(yǎng)基之間的粘連部位存在微絲和FN[15]。
　　當(dāng)細(xì)胞黏附性發(fā)生改變時(shí)，動(dòng)力蛋白與微管蛋白、肌動(dòng)蛋白的相互作用發(fā)生改變，如此這樣來(lái)影響細(xì)胞的遷移。Pitura對(duì)狗早期牙周損傷的研究表明[16]，F(xiàn)N可使結(jié)合上皮向根尖遷移速度明顯減慢，進(jìn)一步證實(shí)了FN在細(xì)胞遷移中的作用。
　　
　　4.2FN誘導(dǎo)細(xì)胞分化與促使細(xì)胞增殖
　　在發(fā)生發(fā)育期間，當(dāng)牙乳頭細(xì)胞分化為造牙本質(zhì)時(shí)，基底膜和上皮與間質(zhì)之間的FN含量增多，這表明FN可能與牙乳頭細(xì)胞分化時(shí)有關(guān)[17]，參與了牙乳頭細(xì)胞向造牙本質(zhì)細(xì)胞分化時(shí)調(diào)節(jié)過(guò)程。另有實(shí)驗(yàn)表明[18]，F(xiàn)N可誘導(dǎo)牙髓細(xì)胞分化為造牙本質(zhì)細(xì)胞，而且與其濃度有關(guān)，1mg/m1FN可使分化的造牙本質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)牙本質(zhì)基質(zhì)，而2mg/m1FN則無(wú)法誘導(dǎo)牙髓細(xì)胞分化為造牙本質(zhì)細(xì)胞。
　　
　　4.3FN的修復(fù)功能
　　組織損傷后.修復(fù)過(guò)程一般分為炎癥期、肉芽組織形成期、基質(zhì)沉積至組織成形期。FN在以上幾個(gè)階段均發(fā)揮了重要作用[19][20]。炎癥期時(shí)，F(xiàn)N使血管中的單核細(xì)胞向損傷處移動(dòng)，對(duì)碎屑發(fā)揮非特異性的吞噬素作用；在肉芽組織形成階段，F(xiàn)N作為細(xì)胞遷移的碎屑發(fā)揮了非特異性吞噬素作用；上皮和成纖維細(xì)胞通過(guò)吞噬FN包裹的物質(zhì)來(lái)源清除碎屑，這樣使遷移順利進(jìn)行。FN是基質(zhì)沉積的支架，并在組織修復(fù)期間作為生長(zhǎng)因子發(fā)揮了重要作用。
　　
　　4.4FN與細(xì)胞惡變
　　無(wú)論體外轉(zhuǎn)化的惡性細(xì)胞或體內(nèi)生長(zhǎng)的腫瘤細(xì)胞，細(xì)胞表面的FN一般顯著減少，破壞了細(xì)胞的外環(huán)境，使膠原等細(xì)胞外大分子不能被此有效地交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，限制細(xì)胞的任意漂移，導(dǎo)致惡變細(xì)胞自由度增加，引起腫瘤的轉(zhuǎn)移。腎上腺皮質(zhì)激素類藥、丁酸鹽、干擾素等可增加FN的合成速度，有助于恢復(fù)細(xì)胞表面的FN，起到治療的作用。
　　
　　4.5FN的調(diào)理功能
　　FN本身并沒有直接的調(diào)理功能，而是通過(guò)提高其它系統(tǒng)的吞噬活性，間接的起到調(diào)理作用[21]因此它是一個(gè)非特異性的吞噬素。有人在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)加入FN后巨噬細(xì)胞吞噬顆粒數(shù)較未加入FN的明顯增多，說(shuō)明FN增強(qiáng)了巨噬細(xì)胞的吞噬作用[22]。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]Erickson HP ，et al. J cell Biol，1981，91:673.
　　[2]Hynes RO，et al. J Cell Biol，1982，95:369.
　　[3]Willian Jl ，The biochemistry of glycoproteins and proteoglycans，1980.
　　[4]張?jiān)雒髯g.生化學(xué)精華 Peterkalso（德）. 北京：人民衛(wèi)生出版社， 1984.
　　[5]生物化學(xué)譯叢（第六輯）.糖蛋白專輯（上海第一醫(yī)學(xué)院生化教研室），1987.
　　[6]Dzamba BJ ，et al .J Cell Biol ，1993，121:1165.
　　[7]Amerogen V ，et al .Arch Oral Biol ，1984，29（2）:93.
　　[8]Yoshiba N ，et al.Archs Oral Biol ，1994，39（5）:395.
　　[9]Audjuar MB ，et al .Histochem ，1984，81:279.
　　[10]Takita K ，et al， Archs Oral Biol ，1987，32（4）:273.
　　[11]Yoshiba N ，et al . Archs Oral Biol，1995，40（2）:83.
　　[12]Lukinmaa PL ，et al .J Dent Res ，1991，71（1）:19.
　　[13]Connor Ns ，et al .J Histochem cytochem，1984，32:565.
　　[14]Chadha S ，et al . Archs Oral Biol，1996，41（8～9）:905.
　　[15]Ferns SA ，et al . J Histochem cytochem，1984，32:565.
　　[16]Pitaru S ，et al .J Periodental ，1991，16（3）:207.
　　[17]Sawada J ，et al . Archs Oral Biol，1995，40（11）:1029.
　　[18]Tziafas D ，et al .J Dent Res ，1992，71（5）:1189.
　　[19]Targes JC ，et al . Archs Oral Biol，1995，40（11）:1023.
　　[20]Richard AF ，et al .Arch Dematol，1988，124:201.
　　[21]Schmidt WA ，et al .Eur J Cancer ，1994，30（13）:377.
　　[22]]Blumberg PM ，et al .Nature ，1976，264:446.

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