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1、PC-PLC调节炎症反应及细胞生理过程的分子机制研究进展【摘要】 磷脂酰胆碱特异性磷脂酶C （PC-PLC）是存在于多种细胞中的一种磷脂酶，能催化激活下游信号分子，参与细胞信号转导，调节细胞增殖、分化和凋亡过程，并在细胞免疫和炎症的发生与维持过程中发挥关键作用。进一步的深入研究将推动PC-PLC在基础研究和临床应用上的发展。 【关键词】 磷脂酰胆碱特异性磷脂酶C信号转导炎症反应凋亡细胞增殖细胞分化磷脂酰胆碱特异性磷脂酶C（phosphatidylcholine-specific phospholipase，PC-PLC）是磷脂酶的一种，存在于多种细胞的胞膜中。不同物种的PC-PLC相对分子质量
2、不同，同物种不同组织中其相对分子质量也有差别，可能与纯化条件有关。PC-PLC的分布具有细胞特异性，随细胞生理状态发生变化。 不同PC-PLC具有不同最适pH和对二价离子的要求。PC-PLC可以分为Ca2+ 依赖性PC-PLC和非Ca2+ 依赖性PC-PLC两种。Ca2+ 依赖性PC-PLC的最适Ca2+ 离子浓度约为1.5 mmol/L1。PC-PLC可以专一水解磷脂酰胆碱中甘油3位羟基与磷酸胆碱之间的酯键，产生磷酸胆碱（ PCho ） 和第二信使二酯酰甘油 （DAG）。PC-PLC通过不同信号通路参与调控细胞增殖、分化和凋亡等生理过程2，在一些病理反应中也发挥重要功能。 D609（tric
3、yclodecan-9-yl-xanthogenate）是 PC-PLC的特异性抑制剂，与PC-PLC的活性部分结合从而抑制磷脂酰胆碱的水解3，经常被用于研究PC-PLC的信号转导通路。 1PC-PLC与炎症反应调节 PC-PLC在炎症相关细胞因子介导的信号通路中扮演重要角色。白细胞介素1（IL-1）、肿瘤坏死因子（TNF-）、脂磷壁酸（lipoteichoic acid ， LTA）、脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）和干扰素（IFN）等炎症细胞因子通过激活PC-PLC信号通路诱导炎症反应，即激活PC-PLC产生二酰基甘油酯（DAG），活化蛋白激酶C（PKC），分别激活下
4、游信号分子，如环氧酶2（COX2）、NO-cGMP、促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）、神经酰胺（Ceramide）等，导致炎性因子，如前列腺素（PGE2）的合成释放。 一些炎症细胞因子，例如TNF-和IL-1，能激活磷脂酶A2（PLA2）和PC-PLC从而水解PC。人气管平滑肌细胞中，TNF-以时间和浓度依赖方式提高COX2表达和PGE2的合成， D609能抑制TNF-刺激引起的上述效应，说明TNF-通过激活PC-PLC诱导炎症反应4。肠炎症疾病患者的肠黏膜中能检测到微粒体前列腺素合酶的活性，有关信号通路为：TNF-激活 PC-PLC，活化 PKC，生成 NO，提高cGMP 水平，激活PKG信
5、号转导通路，诱导产生前列腺素合酶5。 某些慢性炎症主要表现为PKC-的消耗。利用IFN刺激RAW 264.7 巨噬细胞激活PC-PLC，继而DAG释放，Ca2+内流。伴随着PKC-激活，持续损耗PKC-6。LTA是革兰氏阳性菌细胞壁的主要成分，一些体内外的实验模型都可以观察到LTA刺激产生免疫应答。LTA激活大鼠皮层神经元中的PC-PLC，后者激活PKC，顺序激活ERK途径7。在RAW 264.7巨噬细胞中，LTA可以激活PC-PLC和磷肌酰肌醇特异性磷脂酶C（PI-PLC）从而诱导PKC活化，然后顺序激活NF-B，最后使可诱导的一氧化氮合酶（iNOS）表达、NO释放8。 LPS可以诱发脂筏（
6、lipid raft）中鞘磷脂水解产生神经酰氨、PKC-磷酸化和TLR4的组装，向下激活MAPK激酶家族和细胞因子。LPS募集并活化TLR4，诱导巨噬细胞活化的过程，需要依赖CD14激活PC-PLC产生神经酰氨9。IL-4与细胞表面的CD14结合后PC-PLC激活 JAK1-STAT6信号转导通路。 PC-PLC在NK细胞介导的细胞毒性和溶解酶颗粒胞外分泌的过程中发挥作用。PC-PLC在NK细胞的外膜高水平表达，其表达水平与CD16受体相关；在B淋巴细胞和一些TCR / T淋巴细胞中低水平表达，CD4（+）和 CD8（+）T淋巴细胞中没有表达。高水平的PC-PLC在细胞膜上表达是NK细胞的特性
7、，并与NK细胞杀伤敏感细胞的能力明显有关。 PC-PLC还可以调节溶酶体介导的IL-1的分泌，与动脉粥状硬化的炎症反应也有密切联系。 2PC-PLC与凋亡信号转导 PC-PLC在许多真核细胞中传递凋亡信号，参与调控淋巴细胞、白血病细胞、肝癌细胞、血管内皮细胞和神经细胞的凋亡过程。 在淋巴细胞中， TNF-与其受体Fas/Apo1（CD95）结合，活化PC-PLC，后者水解PC产生DAG，DAG激活酸性鞘磷脂酶（aSMase），催化产生神经酰胺，从而激活NF-B通路4，。 利用D609抑制单核白血病细胞株U937中PC-PLC活性从而抑制鞘磷脂合酶，改变神经酰氨和DAG的水平，可以诱导U937细
8、胞凋亡。Fas/CD95在诱导白血病细胞株Jurkat细胞凋亡过程中，激活鞘磷脂酶产生神经酰氨，分泌源于棕榈酸的自由脂肪酸（freee fat acid, FFA）。PC-PLC的抑制剂D609和DAG脂肪酶的抑制剂RHC-80267可以抑制来源于棕榈酸的FFA的分泌，说明在Fas诱导的凋亡过程中，FFA的分泌是由PCPLC催化产生的DAG调节的。据报道FFA可以触发Jurkat细胞凋亡，说明PC-PLC间接促进了Jurkat细胞凋亡，。此信号通路也与肝脏肿瘤的发生有关。与正常肝脏细胞比较肝癌细胞中PC-PLC的上游信号通路被阻断。利用抗Fas （CD95） 抗体和神经酰胺诱导肝癌细胞发生凋亡
9、的过程中PC-PLC发挥重要的信号转导作用。 内皮细胞具有抵抗Fas等凋亡诱导剂的诱导凋亡作用，但可以通过去除血清和生长因子的方法来诱导其凋亡。苗俊英等研究发现PC-PLC的抑制剂D609可以抑制去除血清和生长因子引起的血管内皮细胞凋亡，抑制效果呈作用剂量-时间的依赖性。赵启韬等发现，响尾蛇毒在诱导血管内皮细胞凋亡时上调膜整连蛋白4和p53蛋白的表达，4从细胞膜转入细胞核；抑制PC-PLC可以抑制血管内皮细胞凋亡，同时4的水平下降，其转移受到抑制。赵静等4研究发现黄樟素氧化物（SFO）诱导血管内皮细胞凋亡过程中Fas，4和p53的表达上调，非Ca2+ 依赖的PC-PLC活性和细胞内的ROS水平
10、下降。刘霞等研究表明PC-PLC可能通过调节Akt磷酸化、p53的表达和影响细胞周期来控制血管内皮细胞凋亡。程轶喆等研究表明，PC-PLC与血管内皮细胞的凋亡和老化相关。在年轻的血管内皮细胞中，抑制PC-PLC可以抑制因去除生长因子引起的细胞凋亡并抑制由凋亡引起的p53表达上调；但在年老的血管内皮细胞中，抑制PC-PLC不能抑制细胞凋亡。抑制PC-PLC在年轻和年老的血管内皮细胞中都可以降低细胞内活性氧水平。 PC-PLC通过另外的机制调节神经细胞凋亡。PC-PLC是谷氨酸（Glu）诱导未成熟的皮层神经细胞和海马神经细胞HT22凋亡所必需的。Glu通过抑制胱氨酸的吸收，降低细胞内谷胱甘肽（GS
11、H）水平，从而激活12-脂肪氧化酶 （12-LOX）。12LOX的产物活化鸟苷酸合成酶，胞内 cGMP 水平升高，激活Ca2+ 通道，引起胞内Ca2+ 积累，最终导致细胞凋亡。抑制PC-PLC的活性，可以恢复细胞吸收胱氨酸的能力，维持细胞内GSH正常水平，抑制凋亡。 吕欣等28研究发现当原代培养的鼠神经细胞中PC-PLC活性被其特异性抑制剂D609抑制时，细胞存活信号被阻断，存活率明显下降。 3PC-PLC与细胞增殖信号的传递 PC-PLC经生长因子、IFN等信号刺激而活化可导致成纤维细胞，星型胶质细胞等增殖。转染外源PC-PLC，产生DAG，活化PKC-，激活Ras-MAPK信号转导通路，可
12、以使小鼠成纤维细胞（NIH 3T3） 细胞出现表型转化。在成纤维细胞株中，PC-PLC参与血小板衍生生长因子（platelet derived growth factor, PDGF）激活的MAPK信号转导通路。被激活的PC-PLC水解PC产生DAG，激活PKC-， Raf-1磷酸化，激活MAPK，启动DNA合成和细胞分裂。转染Ras等原癌基因可调节PC-PLC的活性，在肿瘤的发生与发展中发挥重要作用。用PDGF，IFN和12-O-十四烷-13-醋酸盐诱导NIH3T3成纤维细胞后1060 min内，PC-PLC从核周胞质区转位到质膜上。在用PDGF处理细胞60 min后，整体PC-PLC活性升
13、高5倍，质膜中PC-PLC活性升高2倍，核中PCPLC活性升高4倍。用D609预处理并不能降低PC-PLC的活性，但阻止了PC-PLC的重新分布。这些实验结果说明PDGF通过激活PC-PLC诱导NIH3T3成纤维细胞增殖31。 成纤维细胞生长因子受体（fibroblast growth factor, FGFR）是存在于PC-PLC上游的信号通路分子，PC-PLC可能通过产生DAG参与bFGF刺激的视网膜细胞轴突生长 2。PC-PLC可以从转录水平上调节COX2的合成，活化小胶质细胞。 范传东等3研究发现低浓度的氯代奎宁（CQ）可以抑制肺癌A549细胞增殖，而D609能有效抑制低浓度CQ对细胞
14、存活率的影响，说明PC-PLC参与抑制A549细胞增殖。 4PC-PLC与细胞分化 王楠等4发现，经D609处理的血管内皮细胞，9 h后部分細胞呈现出神经细胞样形态，用D609处理骨髓基质干细胞3 h后部分细胞呈现神经细胞样形态，并且表达神经元表面标记神经特异性烯醇酶（neuron-specfic enolase, NSE） 。说明PC-PLC在维持细胞既定状态，抑制血管内皮细胞和骨髓基质细胞的分化中的重要作用。D609抑制PC-PLC可诱导小鼠间充质干细胞向神经细胞样转变5。 赵静等6研究表明,经bFGF处理的鸡胚盘向血管内皮细胞分化中，Ca2+依赖性PC-PLC无明显变化；非Ca2+依赖性
15、PC-PLC活性在24 h内明显升高，随着分化完成而逐渐降低，经D609处理的一组细胞不出现分化。 杜春青等7发现D609可以改变人肺癌A549细胞形态，向型肺泡上皮细胞分化，表现出形成肺泡结构的能力，同时，细胞集中于G0/G1期， S期和 G2/M 期细胞数量大大减少。结果表明PC-PLC对于保持A549细胞状态抑制分化是必不可少的。用视黄酸诱导CBRH-7919大鼠的肝癌细胞分化时，Ca2+依赖性PC-PLC的活性显著降低，可见PC-PLC的活性与细胞分化之间有着紧密关联8。 PC-PLC还可能参与神经生长因子（NGF）诱导的PC12细胞分化为神经元的信号转导过程 39。 5结语 PC-PLC在细胞生理、病理过程中发挥重要的信号转导作用，生物学功能非常广泛。深入研究其信号转导的分子机制不仅有利于基础研究的发展，同时为阐明一些重大疾病的发病机制提供有力的理论支持。 【摘要】 磷脂酰胆碱特异性磷脂酶C （PC-PLC）是存在于多种细胞中的一种磷脂酶，能催化激活下游信号分子，参与细胞信号转导，调节细
