细胞间黏附分子ICAM2在血栓性疾病作用的研究

　　作者：郑军 (ZHENG Jun), 石 晶 (SHI Jing) 综述 作者单位：沈阳中国医科大学附属一院检验科,沈阳 110001

　　【关键词】 细胞黏附因子; 血栓

　　血栓性疾病是一种多发的、多个脏器的病理性综合征，除受血脂异常、高血压、吸烟、糖尿病以及体力活动减少、肥胖等因素影响外,炎症和遗传性因素亦起着重要的作用。细胞黏附分子介导的炎性细胞及血小板聚集并黏附于局部血管内皮细胞是血栓性疾病发生的重要起始阶段。细胞黏附分子(cell adhesion molecules, CAM)是介导细胞间或细胞外基质间相互接触和结合的分子的统称。它包括免疫球蛋白超家族、整合素家族、选择素家族及钙黏蛋白。CAM则贯穿血栓性形成发生、发展的全过程，并且与急性冠状动脉综合征的发病机制密切相关。

　　1 细胞间黏附分子ICAM2的分子结构与功能

　　1.1 免疫球蛋白家族 免疫球蛋白超家族是细胞黏附分子中最大的家族，占白细胞膜糖蛋白的50%以上，与心血管疾病关系最为密切，主要包括血管细胞黏附分子1(VCAM1)、细胞间黏附分子(ICAM)、血小板内皮细胞黏附分子1(PECAM1)和黏膜部细胞黏附分子(MAdCAM1)。而细胞间黏附分子ICAM则包括细胞间黏附分子1(ICAM1)、细胞间黏附分子2(ICAM2)和细胞间黏附分子3(ICAM3)。

　　ICAM1是最早发现的免疫蛋白超家族黏附分子之一，以后又相继发现了ICAM2和ICAM3，它们的免疫球蛋白结构域氨基酸序列具有同源性，且都可以结合淋巴细胞功能相关抗原分子(Lymphocyte functionassociated antigen1 ,LFA1)[1]，即LFA1同为ICAM1,ICAM2,ICAM3的配体。LFA1能促进Th1 细胞的早期生物学效应[2]。Omar D Perez等[3]对人记忆性T细胞分化及再循环过程中配体的表达与不同作用进行了深入研究，分析从CD 45RA-细胞到CD 45RO+记忆细胞的长期分化过程中ICAM2配体的是否具有显著差异。

　　不同的ICAM分子在体内的分布范围有较大差异，ICAM1分子分布广泛，如淋巴结和扁桃体血管内皮细胞、胸腺树突状细胞、扁桃体和肾小球上皮细胞、白细胞、巨噬细胞和成纤维细胞等，IL1、TNFα、IFN和LPS可促进ICAM1分子的表达;ICAM2则分布较局限，主要表达的血管内皮细胞、淋巴细胞、单核细胞以及血小板;而ICAM3只表达在白细胞上。

　　表1 细胞间黏附分子分类

　　名称CD分类分布分子量(ku)配体ICAM1CD 54广泛76～114LFA1整联蛋白ICAM2CD 102内皮细胞，非粒白细胞，血小板55～65LFA1整联蛋白ICAM3CD 50外周血静止白细胞140/108LFA1整联蛋白

　　1.2 细胞间黏附分子2(ICAM2)分子结构 ICAM2属于I类跨膜糖蛋白，包括2个免疫球蛋白样C2结构域，能够与白细胞表面淋巴细胞功能相关抗原1蛋白分子结合。对凋亡基因遮蔽，得到编码ICAM2的cDNA，通过激活磷脂酰肌醇3激酶(phosphatidylinositol 3kinase，PI3K)途径，LFA1与ICAM2结合后可调节细胞的凋亡过程[4]。对PI3K/AKT的激活磷酯酰肌醇3激酶途径有了详细的报道和论述。

　　图1 ICAM2的分子结构 Hamada等[5]对细胞内黏附分子ICAM2的分子结构及空间构象进行了详细的分析[5]。这段残基序列H1WHR4RRT7GTYGV12LAAWRRL19PRAFRARPV28。他们对基于小鼠细胞胞质尾区的ICAM2分子的28肽残基进行了分析，这条残基的肽片段包含两个基础区和一个非极化区。结合氨基端FERM区的关键残基为序列中下划标记区，其中还包含一个位置710的β链(粗体部分)和一个位置1215的310螺旋结构(斜体部分)。

　　ICAM2具有独特构像的跨膜分子，由两个由Beta绞链结构(R)的C2功能区，若干个Alpha螺旋结构(B)和扭转结构区组成，绞链区相近肽链间以二硫链连接。以上结构形成细胞间黏附因子ICAM2的整体空间构型。其中C端为ICAM2分子的穿膜端，位于细胞膜内，而N端为胞外游离端，从平面图1中可以清楚的看到在膜外区ICAM2分子有两个结构域，即靠近N端的绞链功能区(Domain 1区和Domain 2)，其功能和细胞间黏附因子ICAM1分子一样，膜外的N游离端起到与病毒或其他配体结合的作用，这部分结构属于分子的功能基团，在与配体结合后。但具体结合的机制至今研究不是很清楚。通过对 ICAM2分子的分子生物学分析，绘制出 ICAM2分子的基因序列。

　　2 ICAM2与血栓性疾病

　　2.1 ICAM2与血管内血栓形成 血小板在血栓形成过程中起重要作用。当血管内皮损害暴露内皮下组分时血小板就会被活化，发生血小板的黏附和聚集。而细胞的黏附则是血栓形成过程中致关重要的一环，内皮细胞活化，白细胞的游走，淋巴细胞和单核细胞的血管内皮下浸润构成了血管损伤和血管内脂斑的形成， ICAM2(CD102)可能是白细胞游走中首先被活化的分子之一。ICAM2在静息的血管内皮细胞上处于稳定高表达状态，和其他分子表面标志物不同的是，他不受细胞因子活化的影响。并且由于 ICAM2可能参与T淋巴细胞的再循环过程，并在T淋巴细胞及单核细胞，尤以单核细胞游走时表达增强，而这正是脂斑内泡沫细胞形成的病理基础。Godwin等[6]对实验动物猪的血管内皮表达 ICAM2进行了研究。发现内皮细胞破损及内皮细胞活化是血管内血栓形成的前提之一。

　　2.2 白细胞ICAM2与炎症反应 在炎症部位，白细胞在血管内皮细胞上发生黏附，滚动，然后活化，移行到外周组织。在此过程中，首先是黏附分子选择蛋白的作用，即内皮细胞的P选择蛋白和 E选择蛋白与白细胞表面的PSGL相互作用促使白细胞黏附和滚动，并通过信号传递活化白细胞的β2整合素(Mac1)，后者与血管内皮细胞表面ICAM1结合。在白细胞向外周组织游走过程中ICAM2的作用也是不可忽略的 [7]。

　　白细胞与血小板相互作用加强血栓形成和炎症反应。活化血小板表达P选择蛋白先与白细胞表面的PSGL1结合，活化的白细胞通过Mac1稳定黏附于血小板。有研究表明，Mac1结合血小板表达的ICAM2，或通过纤维蛋白原与GPⅡb/Ⅲa结合。最近的研究表明，Mac1是与GPⅠbα结合，因为Mac1 “α亚单位”的I区分子结构与vWF的A1区相似。 ICAM2可能与 ICAM1不同，他不具有游离型分子，而在细胞表面的表达则能高度反应细胞的黏附情况， Wethmar等[8,9]对树突样细胞表达 ICAM2情况进行了分析，发现免疫递呈细胞在迁移和再循环的过程中 ICAM2发挥了重要的作用。

　　2.3 肾病综合征性出血热与ICAM2 肾病综合征性出血热(hemorrhagic fever with renal syndrome ，HFRS)是由于病毒感染引起的一种以肾脏功能衰竭为主要特征的急性综合征。血管上皮细胞黏附分子1(vascular cell adhesion molecule，VCAM1)和细胞间黏附分子2为T淋巴细胞活化提供极为有价值的信号，在疾病中白细胞的黏附和炎性反应的加剧过程中也起着非常重要的作用，其中可能的作用就是血管内皮细胞的免疫损伤和导致HFRS患者的肾脏病变。血浆是可溶性VCAM1和ICAM2的增加可能与HFRS患者肾脏的制作程度直接相关Huang等[10]采用比抗休夹心的ELISA方法检测了52例HFRS病人血浆，发现HFRS患者VCAM2与肾脏免疫损伤及其损伤程度关系明显而 sICAM2则提示机体存在细胞免疫反应机能的存在。

　　【参考文献】

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　　[2] JOSE M. CASASNOVAS, THILO STEHLE, JIN–HUAN LIU et.al A dimeric crystal structure for the N-terminal two domains of intercellular adhesion molecule1 Proc[J]. Natl. Acad. Sci, 1998,4( 95): 4134–4139.

　　[3] OMAR D PEREZ, DENNIS MITCHELL, GARRY P NOLAN. Differential role of ICAM ligands in determination of human memory T cell differentiation[J].BMC Immunol, 2007,18(8):219.

　　[4] PEREZ OD,KINOSHITA S,HITOSHI Y et.al Activation of the PKB/AKT pathway by ICAM2[J].Immunity,2002,16(1):5165.

　　[5] HAMADA K,SHIMIZU T,YONEMURA S, et al. Structural basis of adhesionmolecule recognition by ERM proteins revealed by the crystal structure of the radixinICAM2 complex[J]. The EMBO Journal, 2003, 22(3): 502–514.

　　[6] Godwin JW, Fisicaro N, Cowan PJ. Towards endothelial cellspecific transgene expression in pigs: characterization of the pig ICAM2 promoter[J]. Xenotransplantation, 2006 ,13(6):514521。

　　[7] FAGERHOLM SC,VARIS,STEFANIDAKIS M,et al. alphaChain phosphorylation of the human leukocyte CD11b/CD18 (Mac1) integrin is pivotal for integrin activation to bind ICAMs and leukocyte extravasation[J].Blood,2006,108(10):33793386.

　　[8] Wethmar K, Helmus Y, Luhn K et.al. Migration of immature mouse DC across resting endothelium is mediated by ICAM2 but independent of beta2integrins and murine DCSIGN homologues[J].Eur J Immunol, 2006, 36(10):27812794.

　　[9] CECCALDI PE,DELEBECQUE F,PREVOST MC,et al. DCSIGN facilitates fusion of dendritic cells with human Tcell leukemia virus type 1infected cells[J].JVirol,2006,80(10):47714780.

　　[10] HUANG MT,LARBI KY,SCHEIERMANN C et al . ICAM2 mediates neutrophil transmigration in vivo: evidence for stimulus specificity and a role in PECAM1independent transmigration[J].Blood,2006,107(12):47214727.