導(dǎo)語：脂筏內(nèi)外層關(guān)聯(lián)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

編者按：本文主要從脂筏結(jié)構(gòu)；脂筏的功能進(jìn)行論述。其中，主要包括：脂筏是膜脂雙層內(nèi)含有特殊脂質(zhì)及蛋白質(zhì)的一種液態(tài)有序相微區(qū)、微區(qū)內(nèi)陷可形成囊泡具有低流動性，呈現(xiàn)有序液相，富含膽固醇和鞘磷脂、鞘脂含有長鏈飽和脂肪酸，Tm溫度較高，流動性差、許多蛋白質(zhì)聚集在脂筏內(nèi)，便于相互作用、脂筏的環(huán)境有利于蛋白質(zhì)的變構(gòu)，形成有效的構(gòu)象、參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、在細(xì)胞中脂筏最重要的作用就是它在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)事件中所發(fā)揮的功能、參與細(xì)胞蛋白運(yùn)轉(zhuǎn)、參與跨細(xì)胞運(yùn)轉(zhuǎn)、參與細(xì)胞胞飲作用、參與細(xì)胞分選、作為病毒感染的通道、脂筏與心血管疾病、脂筏與朊病病毒、脂筏與肺部疾病等，具體請?jiān)斠姟?/p>

S·J·Singer和G·Nicolson于1972年提出生物膜的流動鑲嵌模型(fluidmosaicmodel)是生物學(xué)的經(jīng)典。Meer于2002年在《Science》上綜述了此專題：脂筏是膜脂雙層內(nèi)含有特殊脂質(zhì)及蛋白質(zhì)的一種液態(tài)有序相微區(qū)。隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的改進(jìn)以及認(rèn)識的不斷深入，脂筏模型(lipidraftsmodel)的結(jié)構(gòu)和功能逐步被人們所認(rèn)識。

一、脂筏結(jié)構(gòu)

脂筏是脂質(zhì)雙層內(nèi)含有特殊脂質(zhì)的蛋白質(zhì)的微區(qū)，微區(qū)內(nèi)陷可形成囊泡具有低流動性，呈現(xiàn)有序液相，富含膽固醇和鞘磷脂。與糖基磷脂酰肌醇(GPI)相連，或被肉豆蔻酸?；＝陙戆l(fā)現(xiàn)脂筏不僅存于質(zhì)膜，亦可存在于高爾基體膜上。脂筏的概念早在發(fā)現(xiàn)小窩時即有了，經(jīng)長期的爭論，直至1988年Simon才正式提出“脂筏”之稱。脂質(zhì)的雙層有不同的脂筏：外層的微區(qū)主要含有鞘脂、膽固醇及GPI2錨固蛋白，因?yàn)榍手虚L鏈飽和脂肪酸，Tm溫度較高，流動性差，而且粘稠，鄰近的磷脂區(qū)其脂肪酸多不飽和，Tm溫度較低，所以出現(xiàn)分相；膜內(nèi)側(cè)也有相似的微區(qū)，與外側(cè)的脂質(zhì)不完全相同，主要是在此區(qū)有許多?；牡鞍踪|(zhì)，特別是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白(圖1)。雖然兩層分別有脂筏，但它們是偶聯(lián)的，因?yàn)橛梅请x子去污劑提取時，不僅有外層的GPI-錨固蛋白，還有許多信息分子共同被提出。用一種GPI-錨固蛋白的抗體介導(dǎo)錨固蛋白聚集，與此同時Src家族的酪氨酸激酶也被激活。如換成糖鞘脂的抗體，也有同樣的現(xiàn)象。GPI蛋白及糖鞘脂都存于膜外側(cè)，Src酪氨酸激酶在膜內(nèi)側(cè)，這表明脂筏內(nèi)外層之間是有聯(lián)系的。

二、脂筏的功能

從結(jié)構(gòu)及組分分析，脂筏有兩個特點(diǎn)：①許多蛋白質(zhì)聚集在脂筏內(nèi)，便于相互作用。②脂筏的環(huán)境有利于蛋白質(zhì)的變構(gòu)，形成有效的構(gòu)象。所以它具有許多功能。

(一)參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

在細(xì)胞中脂筏最重要的作用就是它在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)事件中所發(fā)揮的功能。目前已研究發(fā)展，有多種類型的信號分與脂筏有關(guān)系，如受體分子類、離子通道和泵相關(guān)分子、蛋白激酶、GTP結(jié)合蛋白、Ga2+結(jié)合蛋白、黏附分子、細(xì)胞骨架相關(guān)蛋白質(zhì)類、轉(zhuǎn)錄因子和酯類等。脂筏是如何積聚這些信號分子并激發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的級聯(lián)反應(yīng)是值得深入探討的問題。

HIa發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞質(zhì)膜有溶血卵磷脂類(LPs)的受體，這種受體是一個大家族，大約有12個左右，它與G蛋白偶聯(lián)，稱G蛋白偶聯(lián)受體(Gprotein-coupledreceptors，GPCRs)。LPs受體位于膜富含鞘磷脂的小窩區(qū)。LPs包括溶脂酸(LPA)、溶血卵磷脂(LPC)、鞘磷酸膽堿(SPC)及鞘磷脂-1-磷酸(S-I-P)。LPs受體的作用包括：參與調(diào)節(jié)細(xì)胞遷移、增殖及存活；調(diào)節(jié)血管系統(tǒng)的成熟；激活eNOS及活化磷脂酶C(PKC)等。Nanjundan從鼠肺細(xì)胞內(nèi)提取出一種脂質(zhì)磷酸水解酶(LLP)，活化的LLP存于小窩內(nèi)，它可水解LPA、PA和鞘氨醇-1-磷酸，水解后的產(chǎn)物皆為第二信使。

(二)參與細(xì)胞蛋白運(yùn)轉(zhuǎn)

1參與跨細(xì)胞運(yùn)轉(zhuǎn)

文獻(xiàn)報(bào)道，分布在內(nèi)皮細(xì)胞的小窩囊泡，開口于細(xì)胞的表面，細(xì)胞與細(xì)胞之間的囊泡可形成一個通道，小分子物質(zhì)可相互交換，小窩成為一些小分子化合物運(yùn)轉(zhuǎn)的通路。

2參與細(xì)胞胞飲作用

小窩內(nèi)包含許多受體蛋白，小窩將它們運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)可利用不同的途徑：①受體與配基結(jié)合后，被小窩囊泡運(yùn)送到胞漿，配基與受體分離，受體隨囊泡回到質(zhì)膜；②小窩囊泡載著受體與配基，通過胞漿，在細(xì)胞的反方向開口將配基釋放到細(xì)胞外基質(zhì)。有些毒素(如霍亂毒素)與細(xì)胞上的受體結(jié)合，也以這種方式進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)。

3參與細(xì)胞分選

Martin介紹了一個膜內(nèi)在蛋白MAL。MAL屬酰化蛋白質(zhì)家族，存于Madin-Darby犬腎細(xì)胞，有多個疏水基團(tuán)插入極化的上皮細(xì)胞的脂筏。MAL直接參與極化分選(apicalsorting)。在MDCK細(xì)胞內(nèi)如加入MAL反義寡核苷酸，就無分選功能。MAL即像一個貨車，可在質(zhì)膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體之間循環(huán)，運(yùn)送蛋白。另外BENE蛋白，和MAL一樣，也屬酰化蛋白質(zhì)家族。它與小窩蛋白-1結(jié)合，位于小窩內(nèi)，可能這兩個蛋白質(zhì)是脂筏的新成員。

(三)作為病毒感染的通道

在病毒感染早期階段，病毒通過與細(xì)胞表面的受體結(jié)合進(jìn)入細(xì)胞。對于大多數(shù)非包膜病毒，病毒黏附于細(xì)胞后即發(fā)生內(nèi)化，并被運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)特定區(qū)室中。內(nèi)化的途徑有兩種，一種是通過網(wǎng)格蛋白導(dǎo)的內(nèi)吞途徑，腺病毒就是利用這樣的途徑；另一種是通過非網(wǎng)格蛋白依賴的、由小窩蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞途徑，如猿病毒40的內(nèi)吞。SV40是通過結(jié)合到MHCI類分子然后進(jìn)入細(xì)胞的，MHCI類分子介導(dǎo)病毒進(jìn)入細(xì)頸瓶形的細(xì)胞膜穴樣內(nèi)陷中。脂筏被認(rèn)為參與了SV40侵入細(xì)胞的過程，因?yàn)橛媚懝檀简?qū)散試劑破壞脂筏，就可以抑制SV40病毒的入侵。這也是目前研究脂筏常用的方法之一。另一種研究脂筏常用的方法是，低溫下用非離子型去垢劑提取細(xì)胞去垢劑抵抗膜組分。在低溫條件下，脂筏可以抵制非離子型去垢劑如TritonX-100的提取，用密度梯度離心分離細(xì)胞組分時，脂筏會漂浮在低密度區(qū)。通常情況下，MHCI類分子很少能在去垢劑抵抗的膜組分中檢測到；但當(dāng)病毒感染時，這種膜組分中可以檢測到富集有大量的MHCI類分子。以上結(jié)果提示，脂筏參與了SV40病毒入侵細(xì)胞的過程，但目前仍不清楚是由于SV40的結(jié)合促使MHCI類分子結(jié)合到已經(jīng)形成的細(xì)胞膜穴樣內(nèi)陷中，還是細(xì)胞膜穴樣內(nèi)陷在SV40-MHC復(fù)合物形成的位點(diǎn)從頭開始形成。另一種非包膜的RNA病毒——埃可病毒也是通過脂筏完成其內(nèi)吞過程。用實(shí)時監(jiān)控顯微鏡，可以明顯觀察到熒光標(biāo)記的EV1被攝入到由綠色熒光標(biāo)記的caveolin-1組成的小窩體。EV1的感染需要借助動力蛋白Ⅱ、膽固醇等來完成。

(四)脂筏與心血管疾病

內(nèi)皮來源的一氧化氮生物利用率低下，在動脈粥樣硬化癥發(fā)生過程中起著關(guān)鍵作用。內(nèi)皮型一氧化氮合成酶(eNOS)直接受到小窩蛋白的調(diào)節(jié)，與小窩關(guān)系密切。實(shí)驗(yàn)表明，利用氧化型的低密度脂蛋白作為膽固醇的接收體，可以導(dǎo)致小窩的耗竭，也可以抑制由乙酰膽堿誘導(dǎo)的eNOS的活性，但不影響eNOS的數(shù)量和環(huán)前列腺素的產(chǎn)量，也不影響eNOS的肉豆蔻?；?、棕櫚?；土姿峄?。去除氧化型低密度脂蛋白，小窩的結(jié)構(gòu)可以得到恢復(fù)，并且eNOS亦可再與小窩結(jié)合。另外，糖化終末產(chǎn)物，AGEs通過其受體介導(dǎo)，在糖尿病并發(fā)癥中發(fā)揮著重要的作用。(五)脂筏與腫瘤

許多原癌基因和抑癌基因是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中處于不同階段的蛋白質(zhì)，當(dāng)它們的生理功能發(fā)生改變或缺失時就會促進(jìn)腫瘤形成。脂筏可以參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。由此自然讓人聯(lián)想到，脂筏結(jié)構(gòu)和功能的變化與腫瘤發(fā)生有密切的關(guān)系。小窩蛋白-1基因被作為一種候選的抑癌基因。小窩蛋白-1的mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平在腫瘤轉(zhuǎn)化的NIH-3T3培養(yǎng)細(xì)胞中出現(xiàn)下調(diào)，在乳腺癌轉(zhuǎn)基因小鼠中以及其他起源于人腫瘤的細(xì)胞系中這種基因的表達(dá)也出現(xiàn)下調(diào)。一般來說，確定小鼠的一種原癌基因或抑癌基因需要分析原始鼠胚胎纖維原細(xì)胞的生長特性，因此，在對小窩蛋白-1進(jìn)行了細(xì)胞增殖和細(xì)胞周期評估后，發(fā)現(xiàn)小窩蛋白-1敲除的小鼠胚胎纖維原細(xì)胞出現(xiàn)細(xì)胞周期整體活性增加，主要出現(xiàn)合成期的增加。

(六)脂筏與朊病毒病

朊病毒病包括人克雅氏病(CJD)、羊瘙癢癥和牛海綿樣腦病等，其發(fā)病原因是細(xì)胞朊蛋白(PrPC)的構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)楫惓Ｐ问?PrPSC)。PrPC是結(jié)合在細(xì)胞膜外表面，帶有GPI錨結(jié)構(gòu)的糖蛋白。研究表明，小鼠的神經(jīng)瘤母細(xì)胞(N2a)的PrPC聚集在小窩樣結(jié)構(gòu)域中，經(jīng)scrapie感染后N2a(ScN2a)的PrPSC也聚集在相應(yīng)的結(jié)構(gòu)中。細(xì)胞膽固醇水平的降低可以抑制PrPC向PrPSc的轉(zhuǎn)化。這就提示人們，富含膽固醇的小窩樣結(jié)構(gòu)域很可能就是朊病毒傳播增殖的場所。Kaneko等證實(shí)PrPSc是由GPI錨固形式的PrPC轉(zhuǎn)變而來的，并不是來自跨膜的PrPC。由于GPI是小窩結(jié)構(gòu)的標(biāo)志性蛋白質(zhì)之一，這也證實(shí)了上述實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

(七)脂筏與肺部疾病

肺泡Ⅰ型上皮細(xì)胞富含小窩蛋白-1。在敲除小窩蛋白-1基因的動物中，肺泡空間明顯變得狹小，肺泡間隔由于不可控制的上皮細(xì)胞增殖和纖維化而變厚，導(dǎo)致嚴(yán)重的肺功能紊亂，這種小窩蛋白-1基因敲除的小鼠在游泳實(shí)驗(yàn)中很容易疲勞。

脂質(zhì)筏結(jié)構(gòu)被人們認(rèn)識以來，其確實(shí)的生理功能仍然需要有待大量研究，期望能應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)，解決在無試劑干擾的條件下，觀察天然單細(xì)胞膜脂與膜蛋白的活動。

［參考文獻(xiàn)］

［1］周愛儒：《生物化學(xué)》，人民衛(wèi)生出版社2001年9月版。

［2］李志勇：《細(xì)胞工程》，科學(xué)出版社2003年2月版。

［3］郭勇：《酶工程》，科學(xué)出版社2004年8月版。

［4］盧圣棟：《現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)》，中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社1999年12月版。

［5］NanjundanM，PossmayerFPulmonarylipidphosphatephosphohydrolaseinplasmamembranesignalingplatformsBiochemJ，2001