抑制性受体LAIR家族的研究新进展

【摘要】 　　白细胞相关免疫球蛋白样受体(leukocyteassociated immunoglobulin likereceptor， LAIR1)家族是近年来发现的发挥免疫负调节作用的免疫球蛋白超家族成员， 包括膜型LAIR1和分泌型LAIR2两个分子。其基因定位与其他已知的免疫抑制性受体一致且在体内免疫系统广泛表达。胶原为LAIR1和LAIR2的高亲和力配体， 膜型LAIR1与配体之间的相互作用受到可溶型LAIR1(sLAIR1)和分泌型LAIR2的竞争性调节。LAIR1结合配体或用相应抗体交联后使其胞质区ITIMs模体发生磷酸化， 募集SHP1和/或SHP2磷酸酶， 进而发挥调节免疫应答的作用。

【关键词】 LAIR家族; 抑制性受体; 胶原; 功能调节; 信号转导

　　LAIR1分子最初是在1983年由Burns等用纯化的人大颗粒淋巴细胞免疫小鼠， 筛选对NK细胞杀伤有抑制作用的单克隆抗体(mAb)时发现的， 并将此mAb(IgG2b)命名为9.1C3［1］。之后Poggi等和Meyaard等分别发现并命名为P40和LAIR1分子， Poggi等证实二者为同一分子［2， 3］。Ouyang等则证实9.1C3与LAIR1为同一分子［4］。Meyyard等还从T细胞来源的cDNA文库中克隆出与LAIR1高度同源的分泌性分子， 命名为LAIR2［3］。在第8届国际人类白细胞分化抗原大会(HLDA8)上， LAIR1和LAIR2分别获准了新的CD编号CD305和CD306。

　　1 LAIR家族的基因定位及分子结构
　　
　　人LAIR家族基因定位于19号染色体19q13.42被称为白细胞免疫球蛋白样受体复合体(leukocyte Iglike receptor complex， LRC)的区域中， 编码LAIR1和LAIR2两个成员。LAIR1基因含有10个外显子， 编码287个氨基酸的Ⅰ型跨膜蛋白， 胞膜外区49位和101位的一对半胱氨酸形成一个C2型免疫球蛋白(Ig)样结构域， 属于免疫球蛋白超家族(IgSF)成员。胞质区有一VTYAQLx24ITYAAV氨基酸序列， 为2个ITIM模体。LAIR1在结构上与LRC中的LIR和KIR家族抑制性IgSF成员有一定同源性， 提示这些分子来源于同一祖先基因［3］。LAIR1cDNA具有a、 b、 c、 d 4种异型， 可能是由于其在RNA水平的差异剪接而形成。不同异型在细胞上表达水平有差异， 在NK细胞表达者大部分Mr为40 000的LAIR1a， 而表达在Jurkat细胞上者则多为34 000的LAIR1b［5］。LAIR2分子是由135个氨基酸组成的分泌性蛋白， 与LAIR1胞膜外区有84%的同源性， 也含有一个Ig样结构域， 表明LAIR1与LAIR2起源于同一祖先基因［5］。LAIR2缺少跨膜区和胞质区， 有a、 b、 c 3种异型［6］。小鼠LAIR1(murine LAIR1， mLAIR1)基因定位于小鼠7号染色体相当于人LRC的区域中。与人LAIR1基因结构不同的是mLAIR1基因含有8个外显子， 缺失相当于人LAIR1基因中的第4、 5个外显子。mLAIR1分子由263个氨基酸组成， 与人LAIR1有40%同源性。胞质区含2个酪氨酸， 分别位于Y228和Y257残基， 靠近胞膜侧VTYIQL序列符合ITIM模体的保守序列 (I/V/L/SxYxxL/V)， 与人LAIR1胞质区第1个ITIM只有1个氨基酸的差别; 而C端STYAAI序列与ITIM模体相似性较低［7］。从大鼠中克隆的LAIR1同源分子基因定位于大鼠染色体1q12， 氨基酸水平分别与人和小鼠的LAIR1有40%和71%的同源性， 胞内ITIMs模体与小鼠相似。值得注意的是， 人LRC中含有编码LAIR2的基因， 而小鼠和大鼠均缺少此基因［8］。

　　2 LAIR家族的表达分布及其调节
　　
　　LAIR1是一个广泛分布的白细胞分化抗原， 在体内主要表达在造血细胞上， 不表达于非造血细胞。人和小鼠的LAIR1均表达在T细胞、 NK细胞、 单核细胞及树突状细胞(DC)上， mLAIR1不表达在外周血来源的B细胞上， 而人LAIR1则在B细胞亚群上也有表达。另外， 人LAIR1还表达于CD34＋的造血前体细胞［4］、 胸腺细胞亚群、 嗜酸性粒细胞、 嗜碱性粒细胞、 肥大细胞， 在中性粒细胞上可诱导表达， 但不表达在血小板和红细胞表面［3］。而大鼠LAIR1除表达在免疫组织外， 还可表达于非淋巴样组织， 这与人和小鼠LAIR1表达分布有所不同［8］。人LAIR2的表达普与LAIR1基本相同， 表达于人外周血单个核细胞(PBMC)以及大脑中小胶质细胞， 但不表达于非造血细胞。LAIR1在细胞各个分化阶段的表达有差异。人LAIR1在外周血B细胞上有80%～90%的表达。分析成人骨髓、 外周血、 脾脏及扁桃体的B细胞亚群发现， LAIR1从B细胞分化早期阶段开始表达， 但在部分记忆性B细胞、 生发中心B细胞、 浆母细胞及终末分化浆细胞上则不表达。人LAIR1在外周血中性粒细胞上可被诱导表达。表达LAIR1的前髓样细胞系HL60以及体内CD34+的造血前体细胞在向中性粒细胞分化的过程中均伴随LAIR1表达的丢失。体外中性粒细胞的成熟伴随LAIR1表达下调。但在TNFα、 GMCSF等的刺激下， LAIR1可重新表达于成熟中性粒细胞上［9］。在人T细胞的各亚群中， CD8+T细胞较CD4+T细胞表达水平更高， 初始T细胞较记忆性和效应T细胞高表达LAIR1［10］。在体外， 抗CD3和抗CD28抗体刺激可引起T细胞上LAIR1表达下调， 体内T细胞的活化也可下调LAIR1的表达水平［10］。使用抗CD3 mAb刺激小鼠脾脏T细胞， mLAIR1表达上调; 而用PMA和离子霉素刺激时， mLAIR1表达则发生下调。表明mLAIR1在T细胞上的表达可被不同刺激条件调节。

　　3 LAIR家族的配体
　　
　　Meyaard研究小组［11］利用免疫沉淀以及蛋白序列测定， 首次发现胶原是LAIR1的功能性高亲和力配体， 并认为二者之间的相互作用依赖于配体分子中羟脯氨酸的存在。这个发现提示细胞外基质蛋白也可对外周免疫反应起到调节作用。已知胶原分子是由3条α链组成的三聚体， 每条α链都含有(甘氨酸XY)n重复序列， 其中X常为脯氨酸， 经翻译后修饰， Y常为羟脯氨酸。这种GPO三体存在于所有胶原分子中， 并使其形成稳定的三聚体螺旋结构。LAIR1正是识别胶原分子中的GlyProHyp重复序列而与之相互作用。由于GlyProHyp在胶原分子结构中的广泛存在， 人和小鼠LAIR1分子可与几乎所有型别的胶原相互作用［12］。实验中首先证实跨膜胶原XVⅡ是LAIR1和LAIR2的配体， 但其与人LAIR1和mLAIR1结合的亲和力有所不同。进一步研究发现， LAIR1可与多种胶原配体广泛结合， 还包括跨膜胶原XⅢ、 XXⅢ， 非跨膜胶原Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ等。值得注意的是， 在结合胶原众多种类的受体中， LAIR1与活化型胶原受体糖蛋白Ⅵ(GPⅥ)最接近， 二者的编码基因均位于LRC内， 与胶原的作用都依赖于GlyProHyp重复序列， 并且当LAIR1与GPⅥ共表达时， GPⅥ介导的活化信号可被LAIR1的交联所阻断［13］。由于肿瘤细胞或肿瘤间质细胞常常高表达多种胶原家族的分子， Meyaard等认为， 这可能与免疫细胞表面LAIR1等抑制性受体相互作用， 向免疫细胞内传递抑制性信号， 从而达到免疫逃逸的目的［11］。LAIR家族的另一个成员LAIR2与LAIR1有着相同的胶原结合位点， 并同样能以高亲和力结合胶原分子， 从而阻断LAIR1与胶原分子间的结合以发挥对LAIR1的调节作用［6］。

　　4 LAIR1分子介导的信号转导
　　
　　膜型LAIR1胞质区的2个ITIM模体是其发挥抑制性功能的分子基础。研究表明， LAIR1中酪氨酸残基的磷酸化主要是由Src家族激酶介导的。在Jurkat细胞上， Src家族激酶Lck是LAIR1发生磷酸化所必须［14］。ITIMs中的酪氨酸残基被磷酸化后， 募集胞质中的磷酸酶SHP1、 SHP2等作为效应分子， 从而向胞内传递信号［3］。
　　
　　LAIR1分子胞质区2个ITIM的功能也存在差别。Verbrugge等［14］发现， 包含任何一个功能性ITIM的LAIR1分子突变体均可对RBL2H3大鼠嗜碱性细胞株白血病细胞株的功能发挥部分抑制作用， 但N端ITIM则是发挥抑制NK细胞细胞毒性功能所必须的。表明在不同实验系统中， 2个ITIM对LAIR1抑制功能的发挥贡献有所不同。另外， 在YT.2C2细胞实验模型中， 仅有N端ITIM就可以募集SHP2， 但只有当2个ITIM同时存在才能募集SHP1， 表明2个ITIM同时存在是募集磷酸酶和完全发挥抑制功能所必须的， 并且N端ITIM在LAIR1的信号转导中发挥主导作用。小鼠中mLAIR1胞质区在过矾酸钠刺激下发生磷酸化并募集磷酸酶SHP2， 但不结合SHP1［7］， 可能与其胞质区C端STYAAI不符合ITIM相关。鉴于大鼠LAIR1与mLAIR1中ITIM序列的相似性， 大鼠LAIR1很可能也只能结合SHP2［8］。在B细胞慢性淋巴细胞白血病(chronic lymphocytic leukemia， CLL)细胞中， sIgM诱导的p38和JNK的磷酸化能被CLL细胞上表达的LAIR1所抑制， LAIR1通过阻止Akt和NFκB的活化来抑制CLL细胞的分裂［15］。在急性髓样细胞白血病(acute myeloid leukemia， AML)母细胞中， LAIR1通过影响PI3K下调Akt1/PKB的活化， 抑制AML母细胞的增殖［16］。在人髓样白血病细胞系中， LAIR1的参与阻止NFκB p65亚单位向核内的转位以及IκBα的磷酸化［17］。上述结果表明， LAIR1募集的磷酸酶可对下游信号通路分子去磷酸化， 从而发挥抑制性调节功能。

　　5 LAIR家族的功能及其调节
　　
　　由于LAIR1分子胞质区ITIMs基序的存在， 目前为止在人和小鼠体内的研究均发现LAIR1发挥免疫抑制的作用。LAIR1最初的发现证实在体外LAIR1具有强烈抑制NK细胞杀伤的功能［1］。进一步的研究表明， LAIR1不仅可抑制静止NK细胞， 也可抑制活化的NK细胞对靶细胞的杀伤， 但不影响效应细胞与靶细胞的结合［2， 3］。但这些功能的发挥是以胞膜外区LAIR1能够发生交联为前提的［3］。LAIR1的交联同样可抑制CD28-T细胞克隆的细胞毒作用以及效应T细胞的溶细胞活性［5］， 并可以抑制T细胞产生IFNγ［10］。另外， 同时交联B细胞表面的BCR和LAIR1， 可减少BCR介导的钙离子的动员以及Ig和细胞因子的产生［18］。在小鼠， mLAIR1的交联可抑制RBL2H3细胞的脱颗粒和NK细胞的细胞毒活性［7］。体外实验证实配体胶原直接交联LAIR1同样可以抑制RBL2H3细胞脱颗粒［11］。加入不同的细胞因子可不同程度的促进造血细胞克隆形成的增加［19］。交联LAIR1阻断CD4+CD34+细胞向CD83+DC的分化， 并抑制GMCSF诱导的胞内钙离子的动员。另外， LAIR1也参与细胞增殖和细胞周期的调节。在CLL细胞中， LAIR1的表达与疾病所处的不同阶段和进展密切相关， LAIR1在B细胞上表达的缺失可能造成B细胞增殖和活化的失控［15］。在AML母细胞上， 交联LAIR1可抑制GMCSF诱导的AML母细胞的增殖， 使细胞周期被阻滞在G0/G1期， 继而发生凋亡［16］。

　　
　　LAIR分子及其配体在体内的广泛表达， 可能存在某些机制调节二者之间的相互作用， 以维持免疫应答的平衡。这种调节机制主要包括: ①免疫细胞活化或分化不同阶段LAIR1表达水平的调节: 如前所述， 在T细胞、 B细胞、 中性粒细胞等的分化过程中， LAIR1在各阶段的表达水平不尽相同， 以适应不同阶段细胞功能的发挥。体外T细胞的活化过程伴随LAIR1表达水平的下调， 同时在胞质内检出LAIR1水平的上升， 表明LAIR1的表达在此过程中由胞膜表面逐渐转位至胞质内［10］。高水平表达LAIR1的初始T细胞可阻止对自身抗原的应答， 从而极大程度的避免了自身免疫性疾病的发生; 记忆性T细胞低水平表达LAIR1， 使其活化阈值降低而易活化增殖。②可溶性sLAIR1分子的调节: Ouyang等［20］利用夹心ELISA方法检测LAIR1是否可以释放入血清， 发现sLAIR1存在于PMA、 PHA或CD3 mAb刺激后体外淋巴细胞培养上清中。临床实验发现， 正常人和器官移植功能正常的患者， 其血清中可检测到较低水平的sLAIR1， 表明正常状态下人血清中存在着天然的sLAIR1， 而在肾综合征出血热病人及肾脏移植发生急性或慢性排斥反应的患者中， 血清sLAIR1水平明显升高， 提示膜型LAIR1可在细胞活化后从细胞表面脱落下来， 并可能阻止跨膜受体与胶原的结合， 导致体内淋巴细胞的过度活化。③分泌性LAIR2分子的调节: Lebbink等［6］在孕妇尿中检测到高水平的LAIR2表达， 表明分泌性LAIR2可在体内产生并可从尿中排出。另外， LAIR2水平在类风湿患者滑膜液中明显升高， 提示LAIR2可能通过降低LAIR1的抑制作用而充当促炎性介质的角色。进一步的研究证实了LAIR2在体内是胶原与LAIR1结合的竞争者， 参与阻止胶原对LAIR1分子的交联。

　　6 结语
　　
　　LAIR家族作为发挥免疫负调节作用的受体， 在维持机体免疫应答的平衡中发挥着重要作用。其功能的正常发挥有赖于胞内信号通路的转导。目前为止， 已发现小鼠和人LAIR1胞浆磷酸化后募集的磷酸酶有所不同， 但是否在其他细胞系统中也存在相同的情况， 是否还可能通过募集其他磷酸酶或分子调节下游传递信号， 还需进一步深入探讨。另外， sLAIR和分泌性LAIR2分子对LAIR1分子功能发挥的调节作用十分重要， 但是否还存在其他机制来参与调节LAIR家族的功能发挥， 这些都有待于深入研究。但LAIR1作为一个新发现的免疫抑制性受体， 其基本功能已经得到证实， 在维持机体免疫系统介导的免疫应答的平衡中， 发挥着重要调节作用。随着对其配体及信号通路研究的进一步完善， 其对机体的免疫调节功能会得到更深入的了解， 临床相关疾病的发病机制必将进一步得到阐明。

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