层粘连蛋白相关疾病的研究进展

韩旭，温树正，景尚斐，张国荣，张金才，许鹏程，郭文，韩超前

（1.内蒙古医科大学，内蒙古 呼和浩特 010059；2.内蒙古医科大学第二附属医院 手足显微外科，内蒙古 呼和浩特 010059）

层粘连蛋白(LN)是细胞外基质（ECM）的组成部分，广泛存在于外周神经系统，其有助于围绕上皮细胞的基底层的结构并介导细胞粘附、生长、移动、增殖、分化及对神经突起的伸展具有重要影响。层粘连蛋白是由以“十”字形结构排列的三种不同多肽链（α，β和γ）组成的异源三聚糖蛋白。近年来随着科学研究的不断深入，层粘连蛋白在临床中的作用与应用前景得到广泛关注，目前层粘连蛋白应用在临床众多方面，效果得到明显肯定。本文对LN表达与人体组织疾病及周围神经再生修复方面的发展密切关系做一综述。

1 层粘连蛋白的分子结构与命名

层粘连蛋白是由α链和β链和γ链经二硫键连接而成的异源三聚体，常表现为“十”字结构。胡迎春等学者提出，α链由C末端的长臂和N末端短臂组成，C末端的长臂含有1～5个功能区域，而这些区域参与细胞受体如整合素和肌营养不良蛋白聚糖的相互作用，而N末端短臂主要是与分子的聚集作用相关，但是也能与整合素受体结合，α链的短臂在长度上有很大的多变性。β和γ链参与细胞外基质分子的相互作用，如LN-15γ3和LN-1γ1与巢蛋白结合，LN-5β3与胶原蛋白Ⅶ相连。不同的α，β和γ链构成不同的LN异构体，迄今已经发现16种LN异构体[1]。通常我们根据组成层粘连蛋白的每条链的类型来对其进行命名，例如由α3、β3、γ2构成的LN可直接命名为Lamnin－332（即LN－332）。

2 层粘连蛋白的生理功能

实验研究证实，细胞和胶原基质的结合在很大程度上依靠糖蛋白的连接，如平滑肌细胞，成纤维细胞通过纤维素与胶原结合，而支托于基底膜上的细胞并不直接粘着N型胶原，而是连结LN的多肽H部位，再由LN短臂上的球形结构与N型胶原结合，从而使细胞与胶原基质粘附[2]。有学者研究发现[3]，神经轴突前端的长锥存在着能与LN功能基团相结合的受体，当受体与这些功能基团结合后，受体通过微管、微丝调节神经细胞内的肌球蛋白、肌动蛋白,调节生长锥的形态和细胞骨架的动力，促使神经轴突向外生长。因此，LN在促进中枢神经系统神经元轴突生长发挥了重要作用。

3 层粘连蛋白与肿瘤领域的相关疾病

现代肿瘤学研究发现，层粘连蛋白的表达与肿瘤分期、组织浸润及淋巴结转移关联紧密，其在有些肿瘤中表达的效果明显。作为基底膜屏障功能的主要决定者，肿瘤细胞粘附基底膜主要由层粘连蛋白介导，并且随着LN与肿瘤细胞接触，Ⅵ型胶原酶产生增多可导致基底膜的崩解，基底膜受损，肿瘤浸润并且转移，进一步导致LN减少。有学者研究认为，LNy 2和LNβ 3表达在侵袭性前沿的癌细胞中有助于癌细胞更积极的表型，导致胆道癌的进展。说明LNy 2和LNβ 3结合MMP 7，在胆道癌的进展中发挥关键作用[4]。也有学者发现癌细胞内层粘连蛋白的表达与癌周基底膜层粘连蛋白的表达具有不同的生物学意义，联合观察癌细胞内及癌周基底膜LN的表达情况有助于判断鼻咽癌的预后[5]。还有学者认为：LNα3的表达与胰腺癌的发生、侵袭、转移密切相关，尤其胞质/间质的共同表达可作为判断胰腺癌肝转移、血管浸润、胆管浸润的重要参考指标[6]。有学者研究报道LN-5γ2蛋白表达与食管鳞癌患者的临床分期有关，且在同一肿瘤内不同区域存在异质性，LN-5γ2蛋白在正常上皮组织中不表达，而在食管鳞癌中表达上调，并且与食管鳞癌的临床分期有关，提示LN-5γ2蛋白的异常表达可能参与了食管鳞癌的进展[7]。现代研究表明，laminin 332作为基底膜的一种糖蛋白分子，不仅在结构上对上皮细胞与基底膜的稳定结合起着关键作用，而且在促进细胞粘附、迁移和细胞分化及创伤修复等方面均有重要的意义。Laminin332的异常表达与妇科肿瘤的发生、发展密切相关，有望为妇科肿瘤的早期诊断及靶向治疗提供新的理论依据[8]。李岱娟等研究证实，Laminin与CollagenⅣ表达会随着宫颈上皮内瘤变随着病变的加重而减弱，在浸润癌中会出现断裂，有助于原位癌与微小浸润癌的鉴别诊断，同时对预测宫颈上皮内瘤变向浸润癌发展有指导意义，有利于宫颈癌的早期诊断及预防[9]。冯城婷等研究发现，LN在乳腺癌组织中表达失去连续性，甚至有明显的断裂，提示肿瘤组织中出现了明显的基膜破坏，并且层粘连蛋白的表达水平还与肿块长径及TNM分期正相关，表明肿瘤的进展与层粘连蛋白的破坏相关[10]。王悦中等研究证明，综上所述，层粘连蛋白在肺癌中的表达是与分化程度、原发灶与转移灶及淋巴转移和生存期密切相关的，因此，可有望用来作为肺癌淋巴转移潜能和预后的指标[11]。胡明明等研究证明，LN在NMIBC中的表达也明显升高，且LN同样能与细胞表面的整合素受体结合，因此，LN的表达升高同样可能与膀胱癌的化疗抵抗发生有关，且其在NMIBC中的表达升高可能是化疗耐药发生的启动因素[12]。目前大量学者从事层粘连蛋白与肿瘤相关疾病的研究，已取得了明显的临床效果。

4 层粘连蛋白与周围神经再生修复

细胞外基质，包括胶原蛋白、层粘连蛋白或纤维连接蛋白，在周围神经再生中起重要作用。层粘连蛋白是细胞外基质的重要成分，促进细胞与细胞外基质、细胞之间相互黏合已被证实在神经发育和再生中起重要作用。有学者研究证实，视神经损伤后，通过自体坐骨神经移植来模拟一个适宜视神经轴突生长的环境，增加层粘连蛋白和纤维连接蛋白等细胞外基质的表达，充分发挥它们在神经再生中的作用，可能为视神经损伤后的修复带来新的希望[13]。张键、陈仲伟等通过实验研究证实，LN治疗组术后1，3，4个月时的神经肌肉动作电位、运动神经传导速度、再生有髓神经纤维数量及髓鞘厚度均明显优于对照组。相应节段和背根神经节标记神经元明显多于对照组。因此Laminin可在神经再生过程发挥多重效应，确能促进周围神经损伤后的再生[14]。王国英，胡耀民等研究发现，层粘连蛋白促进轴突生长的机理可能在于它能促进增加细胞的粘附作用，保持生长锥前进运动的稳定性，防止其回缩，所以大大加快了轴突的始动和生长。并提示LN有引导再生轴突生长进入基底膜管内的作用[15]。陈雪，林巍巍等研究发现，LN作为基质中一种多功能的蛋白质分子，能选择性地结合到SCs表面，促进SCs合成ECM成分，并在其粘附过程中发挥作用[16]。总体而言，层粘连蛋白能促进受损神经再生修复已被证实，但其促进周围神经再生修复的机制尚未获得明确的答案。阐明层粘连蛋白促进神经修复再生的作用和机制，从而改变层粘连蛋白的成分，获得更好的修复效果将是我们日后研究的重点和难点。

5 层粘连蛋白与其他相关疾病

层粘连蛋白除与以上几种疾病相关外，在临床的其他疾病方面的进展也被广泛探索。李锦锦等研究发现，LN-111具有促进血管生成的作用，LN-111在胚胎时期较高表达，并且在胚胎期血管生成以及肾小管生成等中具有重要的作用，在成体组织中LN-111表达受限，主要表达了乳腺、肠腺，可能与细胞极化和重塑有关[17]。施浩，王任直研究证实借助整合素和层粘连蛋白的相互作用，使得NSPCs始终和血管保持紧密联系；在血管微环境提供的支持下以及在SDF-1的趋化作用下，NSPCs得以从“SVZ区”健康迁移至梗死灶周边[18]。刘涛，陈俊英在Ti基材料表面分别构建了共价型和纳米颗粒装载型两种层粘连蛋白/肝素/SDF.1a多功能微环境，以期实现在抗凝和抗增生的基础上，诱导并加速材料表面血管内皮再生[19]，并最终分别筛选出共价型和纳米颗粒装载型两类层粘连蛋白/肝素/SDF.1a生物微环境的构建方式。从而为心血管材料表面生物微环境的合理构建提供了重要数据支持，也为心血管支架的表面设计提供了新思路。有学者经过细胞培养等实验证实，通过上调层粘连蛋白或B1.整合素/FAK/AKT的通路可能引导出有关青光眼的新治疗法并且很可能减少青光眼患者的视力损失和精神焦虑[20]。总体来说，层粘连蛋白在血管生成等临床方面的其他应用是未来临床探索的热点和难点，层粘连蛋白在这些疾病中有效应用很有潜在前景和价值。

目前与层粘连蛋白相关的疾病众多，而且各种疾病的作用机制不一。随着现代医学的发展以及人们对层粘连蛋白内在结构和功能及作用机制的认识不断深入，相信不久的将来临床上与LN密切相关的难治性疾病会得到更好的诊断与治疗，特别是其在周围神经再生修复领域将取得更显著的突破，通过阐明层粘连蛋白促进神经修复再生的作用和机制，从而改变LN的成分，以获得更好的修复效果，可能成为未来研究的一个方向，从而为广大患者的健康谋求更多福利，做出更多更大贡献。

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