清道夫受體在內(nèi)毒素清除中的分子機(jī)制與功能研究
SR的早期研究主要是探討其在動(dòng)脈粥樣硬化形成中的作用，研究證實(shí)，它通過攝取氧化型低密度脂蛋白，促進(jìn)膽固醇沉積，從而介導(dǎo)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。近年研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞表面SR還具有結(jié)合和清除細(xì)菌及其毒素的作用，是介導(dǎo)巨噬細(xì)胞防御功能的重要受體，在天然免疫中發(fā)揮重要的防御作用。
一、清道夫受體的分類及其特征
近20年來，先后在體內(nèi)發(fā)現(xiàn)多種能與修飾低密度脂蛋白結(jié)合的受體，基于其分子結(jié)構(gòu)，可將這些分子劃分六類：即SR-A（SR-AⅠ、SR-AⅡ、SR-AⅢ和MARCO）、SR-B（CD36和SR-B1），SR-C（dSR-C1）、SR-D（CD68）、SR-E（LOX-1）和SR-F（SREC）。各類SR為多結(jié)構(gòu)域跨膜蛋白，但沒有一個(gè)結(jié)構(gòu)域在各類SR中是相同的，提示這些一級(jí)結(jié)構(gòu)不同的氨基酸序列可能構(gòu)成相似的三級(jí)機(jī)構(gòu)，因而他們具有相似的配體結(jié)合活性。與天然免疫有關(guān)的SR主要為SR-A和SR-B。
二、清道夫受體之SR-A
SR-A是第1組被克隆的SR，最早是從牛肺mRNA中克隆，由7.7萬單體組成的三聚體糖蛋白，隨后分別在小鼠、人和兔體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)SR-A。對(duì)不同來源的SR-A 的序列比較顯示，他們?yōu)楦叨缺Ｊ氐姆肿樱哂?0%以上的同源性。體內(nèi)大多數(shù)巨噬細(xì)胞均能表達(dá)SR-A，其中腸道中固有層巨噬細(xì)胞、肝枯否細(xì)胞和肺泡巨噬細(xì)胞表達(dá)的蛋白水平最高，但單核細(xì)胞﹑中性粒細(xì)胞不表達(dá)SR-A。
1990年由于牛肺巨噬細(xì)胞SR-A的克隆，人們開始從分子水平上認(rèn)識(shí)SR。早期研究顯示，體內(nèi)SR-A有兩種亞型，即SR-AⅠ和SR-AⅡ，他們由同一個(gè)基因編碼，該基因在人類位于染色體8p22。亞型的產(chǎn)生是由于基因產(chǎn)物的交替剪接（alternative splicing）所致。最近又發(fā)現(xiàn)了SR-A基因的第3個(gè)剪切變異體（splice variant），即SR-A Ⅲ。此外，在部分巨噬細(xì)胞亞群還發(fā)現(xiàn)了另一種SR，即MARCO（Macrophage receptor withcollagenous structure）。MARCO基因在人類位于2號(hào)染色體上。由于結(jié)構(gòu)上與SR-A非常相似，故也被歸為A組SR。
SR-A和MARCO都為Ⅱ型聚體跨膜糖蛋白，含有6個(gè)不同的結(jié)構(gòu)域：N-末端胞漿域、跨膜域和4個(gè)胞外結(jié)構(gòu)域，耶間隔區(qū)（spacer）、繞線式α螺旋（α-helical coiledcoil），膠原區(qū)（collagenous domain）和C末端（C-terminal domain）（圖7-1）。結(jié)構(gòu)上，SR-AⅠ、Ⅱ和Ⅲ型妥體的唯一區(qū)別是C末端。SR-AⅠC末端較長，含有一個(gè)110個(gè)氨基酸組成的保守的SR半胱氨酸富含區(qū)（scavenger receptor cysteine-rich domain，SRCR），而SR-A和的C末端較短或無C末端。研究發(fā)現(xiàn)，SRCR結(jié)構(gòu)域?yàn)閰⑴c天然免疫的各種蛋白分子中的高度保守的結(jié)構(gòu)。SR-AⅠ和SR-AⅡ的功能無明顯差異，兩者的配體結(jié)合特性也幾乎完全相同，說明C末端結(jié)構(gòu)域不是配體-受體相互作用所必需的。SR-AⅢ位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，體外實(shí)驗(yàn)顯示其無功能活性，它可能作為顯性負(fù)異構(gòu)體（dominant negative isoform），參與調(diào)節(jié)SR-AⅠ和Ⅱ的活性。
SR-A的膠原結(jié)構(gòu)域?yàn)?3個(gè)甘氨酸-X-Y三聯(lián)體的重復(fù)結(jié)構(gòu)組成，X、Y可代表任何兩個(gè)不同的氨基酸，50%以上的Y為脯氨酸和賴氨酸。在生理pH時(shí)，這些重復(fù)結(jié)構(gòu)帶正電荷，為多價(jià)陰離子配體的結(jié)合部位。尤其是膠原結(jié)構(gòu)域C末端上的4個(gè)賴氨酸殘基簇（cluster）對(duì)于配體-受體復(fù)合物間的特異性結(jié)合以及隨后內(nèi)移（internalization）至關(guān)重要。生物信息學(xué)分析顯示，含賴氨酸殘基簇的配體結(jié)合域可在SR的表面形成一個(gè)帶正電荷的溝（groove），這種三維結(jié)構(gòu)對(duì)于眾多的生物相關(guān)分子，包括微生物產(chǎn)物顯示出高親和力。這種結(jié)構(gòu)是模式識(shí)別受體系統(tǒng)的共同特征。
縮短SR的膠原結(jié)構(gòu)域可使受體結(jié)合配體的能力明顯下降，進(jìn)一步說明膠原結(jié)構(gòu)域在配體-受體結(jié)合中發(fā)揮重要作用。雖然SR的膠原結(jié)構(gòu)域在牛、人，兔和小鼠中高度保守，但特異性配體識(shí)別仍有一些種屬差異。此外，配體上的負(fù)電荷及其密度﹑配體的構(gòu)象特征等對(duì)于配體-受體間的靜電作用也十分重要。
繞線式α螺旋區(qū)通過螺旋間的疏水殘基介導(dǎo)有功能活性的三聚體SR的形成。點(diǎn)突變研究顯示，該區(qū)域還與配體-受體在溶酶體內(nèi)的解離密切相關(guān)，這種解離是由于溶酶體內(nèi)低pH 值，致其構(gòu)象改變所致。
N末端胞漿結(jié)構(gòu)域雖不具有已知的內(nèi)移結(jié)構(gòu)域，但目前研究認(rèn)為，它與細(xì)胞的攝粒作用和SR的再循環(huán)有關(guān)。此外，其氨基酸一級(jí)結(jié)構(gòu)顯示，胞漿結(jié)構(gòu)域含有兩個(gè)潛在的PKC磷酸化位點(diǎn)，受體能與Lyn激酶進(jìn)行共免疫沉淀，提示受體可能具有信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。我們研究顯示，SR不介導(dǎo)LPS的細(xì)胞激活作用。
MARCO是新近在體內(nèi)部分巨噬細(xì)胞表面發(fā)現(xiàn)的糖蛋白，具有結(jié)合細(xì)菌和被修飾LDL的作用，其結(jié)構(gòu)與SR-AⅠ極為相似，因而被劃分為SR-A。MARCO結(jié)構(gòu)上與SR-AⅠ的差異表現(xiàn)為MARCO含有較長的膠原結(jié)構(gòu)域，但缺乏繞線式α螺旋區(qū)。MARCO的配體結(jié)合區(qū)為SRCR結(jié)構(gòu)域，不是膠原結(jié)構(gòu)域。這與SR-AⅠ和Ⅱ不同，后者的結(jié)合位點(diǎn)是膠原結(jié)構(gòu)域。
MARCO的表達(dá)分布也與SR-AⅠ和Ⅱ有明顯差異。正常情況下，MARCO表達(dá)僅限于部分巨噬細(xì)胞，最為明顯的細(xì)胞是脾邊緣區(qū)的巨噬細(xì)胞，其次為淋巴結(jié)髓索中的巨噬細(xì)胞，腹腔巨噬細(xì)胞也能表達(dá)，在其他組織內(nèi)均未見表達(dá)。在BCG感染、細(xì)菌膿毒癥、內(nèi)毒素血癥時(shí)組織巨噬細(xì)胞均有MARCO表達(dá)，體外細(xì)菌或LPS處理時(shí)也能誘導(dǎo)其表達(dá)。非感染刺激，如顆粒、關(guān)節(jié)炎和小鼠粥樣斑塊，也能上調(diào)MARCO表達(dá)。與SR-A Ⅰ和Ⅱ相似，MARCO能結(jié)合革蘭陽性和革蘭陰性細(xì)菌及其產(chǎn)物，如大腸桿菌和金黃色葡萄球菌。但有關(guān)MARCO在天然免疫中的作用尚報(bào)道較少�？筂ARCO抗體并不能明顯減緩活大腸桿菌或金黃色葡萄球菌的清除速率。
