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1、1CC16 及其作用研究进展【摘要】 CC16 是 Clara 细胞分泌的主要蛋白，具有抗炎、免疫调节、抗纤维化等多种生物学活性。CC16 基因多态性与 CC16 的表达及作用相关，揭示 CC16 的生物学活性、作用机制及基因表达的调控，将有助于阐明 CC16 的生理功能，并为疾病的防治提供新的启示。 【关键词】 CC16;作用Clara 细胞是指排列在肺细支气管黏膜的非纤毛上皮细胞，有分泌功能。1881 年, Kolliker 首先发现了这类细胞的存在。 1937 年MaxClara 描述了这类细胞的形态特征,同时以他的名字命名。Clara 细胞分泌的主要物质之一为 Clara 细胞分泌蛋白
2、(CCSP)，因其相对分子量为 15 840，称为 CC16。由于开始测得其分子量为 10 000，也被称为 CC10。CC16 为组织特异性蛋白，在人的支气管肺泡灌洗液(BALF)中占可溶性蛋白含量的 2%3% ；另外，在前列腺、孕期子宫及肾脏也有极少量分泌，因此也称为子宫珠蛋白、尿蛋白等。1 CC16 基因及蛋白质结构2CC16 基因位于染色体 11p12-q13 区域，全长 4 995bp，此基因含 3 个外显子和 2 个内含子1。该基因被检测出的多态性有三种：（1）DNA 变异和杂合现象：第 1 个内含子的 5至第 3 个 Alu 重复序列区发现含(CTTTT) n 和(TTGC) n
3、 的微卫星标记的 DNA 变异和杂合现象；（2）插入突变：在第 2 个内含子中亦发现一个特殊Alu 重复序列的插入，该序列的插入可能与基因的剪切、阅读框的移位相关；（3）点突变：目前研究较多的是外显子 1 下游非编码区的第 38 位碱基 G 被 A 的替代2，该突变位点恰在启动子区域内。G38A 的多态性与 CC16 基因的转录活性相关，在某些疾病的发生中有意义，如哮喘、IgA 肾病、结节病等。CC16 蛋白是由两条相同的多肽链反向排列组成的二聚体，单体多肽链由 7077 个氨基酸构成，中间通过两个二硫键连接。CC16受体存在于支气管、心脏、脾、肝脏等细胞膜上，一些肿瘤细胞如肉瘤细胞、淋巴瘤细
4、胞等也表达 CC16 受体蛋白，能与 CC16 以高亲和力特异性结合。IL-6、脂多糖可增加 CC16 与受体的亲和力1。2 CC16 的生物学活性随着 CC16 基因敲除小鼠动物模型的建立，对其生理功能的研究取得许多新的进展，已经发现 CC16 具有抗炎、免疫调节、抗纤维3化、肿瘤抑制等多种生物学活性。2.1 抗炎、免疫调节作用 在炎症反应中，磷脂酶 A2(PLA2)可分解膜磷脂而损伤生物膜，并导致花生四烯酸(AA)的释放,是体内 AA 释放的关键酶。CC16 是 PLA2 的强烈抑制剂，可抑制 AA 衍生的炎症介质的释放，如前列腺素、血栓素 A2、白三烯及血小板激活因子3；可直接抑制多种炎
5、症介质的生成并降低其生物学活性，如 干扰素( IFN-)、肿瘤坏死因子 (TNF-) 、白介素 1( IL-1)，并与谷氨酰胺转移酶结合抑制外源性蛋白的抗原性。糖皮质激素可上调鼠、兔肺内的 CC16 水平4 。2.2 抗纤维化 PLA2 活性与血小板生长因子 (PDGF)的细胞内信号转导有关，可诱导成纤维细胞趋化性。CC16 可抑制 PLA2 的活性进而抑制 PDGF 的成纤维细胞趋化性。同时,降低 PLA2 活性后使溶血卵磷脂产生减少,间接抑制整合素如 51 活性；CC16 与纤维粘连素 Fn 高亲和力结合，形成 CC16-Fn 异聚体，能阻止纤维整合素在组织中的异常沉积及增生5 。2.3
6、抗肿瘤 许多肿瘤细胞内都有一个共同变化-染色体11q12.2-13.1 区（CC16 基因位点所在区域）缺失，表明 CC16 低表达是肿瘤形成过程中的早期频发事件。将含有 CC16 的 DNA 质粒转染多种器官上皮来源的肿瘤，可抑制表达 CC16 受体的肿瘤细4胞自主生长及转移，使肿瘤侵袭力减弱6。3 CC16 与疾病3.1 CC16 与肺部疾病3.1.1 CC16 与哮喘 人类 CC16 基因所在的区域存在有控制特异反应性和编码高亲和性 IgE 受体 亚单位的基因位点 2，提示CC16 可能与哮喘的发生及气道高反应性有关。基因水平的研究首次显示，在 G38A 的单核苷酸多态性(SNP)中，基
7、因型 AA 和 AG 是基因型 GG 发生哮喘危险性的 6.9 倍和 4.2 倍7 。进一步的研究还显示：无论是否为哮喘患者，基因型 AA 的血清 CC16 水平均低于另外两种基因型(P0.05)1，表明基因型决定蛋白的表达，而哮喘患者气道重构使 Clara 细胞数量减少并非是体内 CC16 水平降低的主要原因。在研究德国哮喘儿童 CC16 SNP 与第一秒用力呼气容积(FEV1)的相关性发现，基因型 AA 与 A G 的 FEV1 较基因型 GG明显下降(P0. 05)，提示 CC16 SNP 可能是一个影响气道高反应性从而决定哮喘严重度的基因2。但来自日本、英国、美国北方儿童和中国重庆汉族
8、成人的相似研究却并未显示 CC16 SNP 与哮喘的发生或严重度相关8-9。这种研究结果的差异可能与哮喘表型及样本量的选取、种族及个体所在环境的差异有关。53.1.2 CC16 与慢性阻塞性肺疾病 吸烟是慢性阻塞性肺病(COPD)发生的主要危险因素。Clara 细胞是香烟烟雾攻击的主要肺脏细胞之一。用大鼠吸入香烟烟雾制作 COPD 模型，电镜观察肺 Clara 细胞形态，发现 COPD 大鼠终末细支气管和呼吸性细支气管 Clara 细胞以及 Clara 细胞分泌颗粒减少，表明 Clara 细胞受损及其分泌 CC16减少在 COPD 发病过程中发挥作用10。Clara 细胞数目减少与功能变化削弱
9、了人体保护机制，导致肺损伤，这一改变可能是吸烟所致肺部疾病形成的机制之一。3.1.3 CC16 与肺部感染 肺部铜绿假单胞菌感染后 CC16 的表达受到抑制，而在炎症反应减弱过程中 CC16 水平又有所恢复，表明CC16 对铜绿假单胞菌感染所致炎症反应有抑制作用。人体外实验也证明，CC16 抑制巨噬细胞和中性粒细胞的活性、抑制单核细胞产生 IFN-、抑制 IFN- 的生物学活性11。以上说明 CC16 在肺部细菌感染过程中调节炎症反应，在炎症防御中发挥重要作用。3.1.4 CC16 与肺癌 4-(N-甲基-N-亚硝胺)-1-(3- 吡啶基)-1- 丁酮(NNK)是存在于烟草中的一种强有力的致癌
10、物质，可抑制 CC16 的表达。将小鼠暴露于 NNK 中，CC16 不表达；增加支气管上皮细胞CC16 表达，则可抑制肿瘤自主性生长；经 NNK 处理的 CC16 缺陷型小鼠和野生型小鼠比较，前者的突变率高于后者12。这表明，CC16 基因可能是包括 NNK 在内的致病物的靶基因，可能参与拮抗6NNK 的致癌作用。3.2 CC16 与其它系统疾病3.2.1 CC16 与 IgA 肾病 CC16 与纤维连接蛋白具有高度的亲和性，两者可形成复合物，从而阻止纤维连接蛋白与胶原的交联，减轻胶原的沉积。CC16 基因敲除小鼠可自发地出现与人类 IgA 肾病相似的病理改变，证实了 CC16 在以免疫复合物
11、沉积为主要病理改变的疾病 IgA 肾病中发挥着重要的作用 13。在 IgA 肾病进展组患者中，GG 基因型较 GA 和 AA 更常见，G 等位基因频率显著高于A 等位基因频率14 ；而也有不同的研究显示 IgA 肾病进展组 A 等位基因携带率更高15。我国的研究表明 CC16 基因多态性与高血压及 IgA 肾病进展相关, 但与 IgA 肾病易感性不相关16。3.2.2 CC16 与结节病 结节病是一种复杂的肉芽肿性疾病，目前认为是由环境因素和基因易感性因素混合作用所致的未知抗原刺激引起的疾病。支气管渗出液和血浆 CC16 浓度升高与结节病的良好预后有相关性17 。Ohchi 等18研究了日本结
12、节病患者的CC16A38G 多态性，发现结节病患者 38 A 突变率增高，提示CC16 基因多态性与结节病的发病可能有一定的相关性。4 前景 7研究 CC16 的生物学活性、作用机制及基因表达的调控，将有助于阐明 CC16 的生理功能，并为疾病的防治提供新的启示。转基因CC16 缺乏小鼠以及表达减少的人均有炎症反应加重、纤维化及癌变趋向，提示 CC16 的广阔治疗前景。CC16 衍生物抗炎素已成功运用于数种炎症动物模型19。血浆 CC16 作为外周性生物学标志的功能，近年来也引起关注。研究急性肺损伤模型时发现，Clara 细胞急性受损，数量减少，引起 BALF 中 CC16 水平的下降，而血浆
13、 CC16 却升高，且与 BALF中白蛋白水平正相关。慢性肺损伤时，CC16 免疫阳性细胞数量减少，血浆 CC16 浓度下降，与致病因素( 如吸烟) 呈剂量依赖性，且血浆 CC16 浓度下降早于临床肺功能的变化。呼吸道内的 CC16 吸收入血后迅速从肾小球滤过膜滤过，并在肾近端小管上皮细胞重吸收，肾近端小管功能障碍时其尿中浓度可明显增高。由于 CC16 在正常血清及尿液中浓度较低，其表面所带负电荷较多，不易与肾小管上皮细胞结合，因此其敏感度较高，可用于肾小管性蛋白尿的早期诊断20。综上所述，CC16 是一种多功能蛋白，其基因表达和分泌的异常与多种疾病的发生、发展关系密切。有关 CC16 及其作
14、用的研究，如发挥作用的整个路径，受体以及其它家庭成员，这些都是未来的8研究方向，并可为研制某些疾病的治疗药物开辟广阔前景。【参考文献】1 Martin AC,Laing IA,Khoo SK,et al.Acute asthma in children:Relationships among CD14 and CC16 genotypes,plasma levels,and severityJ.Am J Respir Crit Care Med，2006,173(6):617-622. 2 Sengler C,Heinzmann A,Jerkic SP,et al.Clara cell pro
15、tein 16 (CC16) gene polymorphism influences the degree of airway responsiveness in asthmatic childrenJ.Allergy Clin Immunol,2003,111(3):515-519.3 Ohchi T,Shijubo N,Kawabata I,et al.Polymorphism of clara cell 10-KD protein gene of sarcoidosisJ.Am J Respir Crit Care Med,2004,169(2):180-186.4 Wang SZ,R
16、osenberger CL,Bao YX,et al.Clara cell secretory protein modulates lung inflammatory and immune responses to respiratory syncytial virus infectionJ.Immunol,2003,171(2):1051-1060.95 Nagase T,Uozumi N,Ishii S,et al.A pivotal role of cytosolic phospholipase A(2) in bleomycin-induced pulmonary fibrosisJ. Nat Med,2003,8(5):480-484. 6 Zhang Z,Kim SJ,Chowdhury B,et al.Interaction
