增殖诱导配体研究的结构、相关受体及功能
【关键词】 增殖诱导配体；肿瘤坏死因子；B细胞成熟抗原；穿膜蛋白活化物
增殖诱导配体（a proliferation-inducing ligand, APRIL）为肿瘤坏死因子超家族（TNFSF）的一名新成员，即TNFSF13，又名CD256、TALL-2、TRDL-1、UNQ383/PRO715，与BlyS (B-lymphocyte stimulator )即TALL-1具有较高的同源性，1998年首先由Hahne等[1]发现并成功克隆。近年来在配体受体的研究方面，APRIL/BlyS及其受体系统受到重视。研究表明APRIL在肿瘤的发生、及免疫调节方面发挥重要作用，但其具体作用机理、特点等还不甚明确，有待进一步研究。本文就APRIL的结构、相关受体及功能的最新研究进展作一综述。
1 结构及组织细胞分布
1.1 APRIL的结构特点 （1）基因结构特点 ：人APRIL基因定位于染色体17p13.1,基因全长3900bp，3个不同剪切转录本α、β、γ的mRNA分别为2276bp、2228bp和2095bp。鼠类APRIL与人APRIL具有85%同源性，可见APRIL基因在进化过程中高度保守。APRIL胞外区与其它TNF家族成员BlyS(33%)、FasL(20%)、TNFα(2O%)、LT(18%)、TRAIL（15%）、TWEAK（15%）也有高度同源性。（2）蛋白质结构特点：APRIL属Ⅱ型跨膜蛋白，α、β、γ3个转录本分别含有250、234和247个氨基酸残基，预测其胞浆区28个氨基酸残基，疏水的跨膜区和胞外区为201个氨基酸残基，3个转录本的结构和功能基本一致。经furin转换酶在富含精氨酸基序R-K-R-R（101~104氨基酸残基）处裂解后部分胞外区从膜上脱下形成可溶性APRIL（sAPRIL ，105~250氨基酸残基），sAPRIL与全长APRIL（即膜结合型APRIL）的生理功能基本一致。Wallweber等[2]采用晶体衍射方法对鼠源的APRIL进行分析，结果显示APRIL三聚体与其它TNF配体家族的成员结构类似，所有APRIL在187~202氨基酸残基处通过二硫键将其二级结构中的E和F链连接起来，这种结构类似于BlyS和EDA（无汗外胚层发育不良基因）；与BlyS、TRAIL等不同的是APRIL无金属离子结合位点。
前期研究已证实APRIL与BlyS可分别形成同源三聚体，近来又发现APRIL与BlyS可相互作用形成异源三聚体而刺激B细胞增殖[3]，但该异聚体的组成（是2个BlyS 1个APRIL，还是1个BlyS 2个APRIL，或两种形式并存）还不甚明确。APRIL还可与距其1~2kb的TWEAK通过基因剪切、拼接形成接合杂交分子TWE-PRIL[4]。TWE-PRIL包含TWEAK的胞外区、跨膜区、杆状区和APRIL受体结合区等，其mRNA在人初级T细胞和单核细胞表面表达。 TWE-PRIL是具有生物活性的配体，可以刺激T、B淋巴细胞的周期改变，类似于膜结合型或可溶型TNFα的作用。
1.2 组织与细胞分布 APRIL在正常组织有少量表达，而在多种肿瘤特别是消化道肿瘤（包括直肠、结肠、十二指肠、胃）中高表达。Hahne等发现APRIL在结肠癌细胞株SW480、淋巴瘤细胞株、Raji黑色素瘤细胞株等均有高表达。WRoth等在研究人胶质瘤细胞时发现12种细胞株中有5株表达APRIL。通过RT-PCR技术对肝癌、胃癌、肺癌的癌、癌旁及远端正常组织的基因表达检测发现,其在癌和癌旁组织的表达量明显高于正常组织。另对纤支镜取材的肺部结节标本检测发现，在恶性病变时APRIL表达明显高于良性病变（炎性结节或结核结节），本检测有望辅助病理检查对肺癌进行早期诊断。
2 相关受体
APRIL是一种细胞因子，其发挥作用必须先与靶细胞表面相应的受体结合，通过特定的信号途径引起细胞内的一系列反应。B细胞成熟抗原（BCMA）和穿膜蛋白活化物（TACI）是APRIL与BlyS的共同受体。BCMA表达于B细胞表面，TACI表达于B细胞和活化T细胞表面；TACI与BlyS优先结合而BCMA与APRIL优先结合，可见在结合中存在一定的选择性。虽BCMA和TACI可与APRIL结合，但其任何一种结合对于肿瘤的增殖都不是特异的，推测可能存在其它可发挥APRIL促增殖效应的特异性受体。基于此研究背景Hendriks 等通过一系列的实验证实，硫酸类肝素蛋白聚糖[5](heparan sulfate proteglycan，HSPG)可与APRIL结合并发挥促增殖作用。
BCMA和TACI为Ⅲ型跨膜蛋白，BCMA胞外区很短，由1个富含半胱氨酸结构域CRD（cysteine-rich domains）区组成，TACI则由2个CRD区组成，但也有报道TACI的一种剪接变异体仅含有第2个CRD区。CRD区表现了TNFR家族成员的结构特征，也是与其相应配体的结合部位。由于BCMA和TACI在胞内无死亡结构域，因此认为它们对细胞的活化、增殖、分化起到重要作用[6]。
HSPG主要分布在细胞表面和细胞外基质，其结构与TNF受体家族其它成员不同。HSPG的核心成分为多配体蛋白聚糖（sydecan，SDC）和磷脂酰肌醇蛋白聚糖(glypicans，GPC)，其中SDC家族包括4个成员（SDC1～SDC4），GPC家族包括6个成员（GPC1～GPC6）。因此，HSPG是一个结构与功能多样性的家族，具有多重生物学活性。实验证实HSPG分子中的SDC1有既抑制又促进肿瘤功能，SDC1的不同功能主要决定于不同的细胞来源，当其表达于基质细胞表面时发挥肿瘤促进功能，而表达于上皮细胞时则表现肿瘤抑制功能[7]。HSPG不同亚型在肿瘤生长中的作用各不相同，不同肿瘤细胞中HSPG表达也存在明显差异。报道HSPG可与APRIL结合且受HS侧链调控，此种结合可被肝素阻断[5，8]。BCMA和HSPG可同时结合APRIL而它们之间无竞争性，该现象表明在APRIL上存在着与BCMA和HSPG结合的不同的位点[5]。
3 增殖诱导配体功能
3.1 对肿瘤细胞的增殖作用 由于在23种APRIL的拷贝中有21种来源于肿瘤细胞，因此就其与肿瘤细胞的关系做了大量实验，证实其对多种肿瘤细胞株具有剂量依赖性的促增殖作用[1]。Frederique Deshayes等[9]最新研究发现，APRIL可通过特异性受体促进部分恶性胶质瘤细胞的增殖。
3.2 对免疫系统的调节作用 APRIL表达于树突状细胞、巨噬细胞和T、B淋巴细胞表面，体外可促进T、B细胞的增殖和T细胞的活化，体内影响胸腺非依赖性B细胞的免疫反应。Tens等进行了胸苷摄入试验，结果表明来自APRIL转基因小鼠的T 细胞在体外活化后增殖能力明显增强[10]。APRIL诱导的增殖效应还可经TACI调节，TACI在活化T 细胞表面表达增加，用TACI-Ig能有效抑制APRIL促活化T细胞的增殖作用，但对未活化的T细胞无此效应[11]。
关于BlyS对B细胞的调节作用已研究得较为全面，APRIL在某些方面的作用类似于BlyS，如在活体内注入重组APRIL导致脾肿大。这是由于B细胞数量的增加和T细胞活化百分比的提高，表明APRIL在淋巴内环境稳定方面起一定作用。研究发现APRIL/BlyS与TACI和BlyS-R相互作用可调节类型转换。APRIL缺陷小鼠存在选择性IgA缺失,降低血清IgA抗体对TD抗原相关性黏膜免疫的应答反应。该实验表明APRIL在体内对IgA类型转换具有一定的作用，同时也证实了APRIL/BlyS对IgG、IgM的类型转换的调节作用[11]。APRIL对T细胞非依赖性Ⅱ型抗原反应有明显的增强作用，用TI-2抗原、NP-聚蔗糖免疫接种APRIL转基因小鼠，与同窝其它非转基因小鼠相比，其IgG水平明显升高，8天后IgM水平也升高。IgG中以IgG1、IgG2a和IgG2b的升高尤为明显，并且在接受TNP-聚蔗糖后仍居高不下，IgG3在第8天也有显著升高，但是随后其含量均化[10]。由于APRIL在免疫系统中的重要调节作用，其与免疫系统疾病关系密切。例如，APRIL对非霍奇金淋巴瘤B细胞有增殖作用，非霍奇金淋巴瘤B细胞通过解除生理性自分泌调节来逃避凋亡。用可溶性TACI和BCMA中和APRIL与BlyS可减缓非霍奇金淋巴瘤患者恶性B细胞的聚集[12]；在自身免疫疾病研究中发现，原发性干皮综合征（Sj?觟gren syndrome）血清中的sAPRIL和sBlyS水平升高[13]，风湿患者血清中APRIL／BlyS异源三聚体水平升高。
4 研究前景及意义
目前APRIL免疫调节及促肿瘤增殖的作用已比较明确，但具体作用机理仍不十分清楚。故在研究APRIL功能的同时比较APRIL在不同组织、疾病的不同阶段等不同情况下的表达显得很重要。在临床方面能否在肿瘤发生的早期通过对APRIL的检测而达到早期诊断，这对肿瘤的早期治疗具有重要意义。通过可溶性受体竞争性抑制配体与膜受体结合来抑制某些肿瘤细胞的增殖，为肿瘤治疗提供新的靶点，因此，通过APRIL抑制剂的筛选可为与APRIL高表达相关的多种疾病的治疗提供新的候选药物。可见对APRIL功能及机理的进一步研究将为疾病的诊断、预防和治疗提出新的思路和方案。
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