ANP32A对神经系统功能调节作用的研究进展

王姗姗，张达矜，王运良(中国人民解放军第一四八医院，山东淄博55300;海军总医院)

ANP32A对神经系统功能调节作用的研究进展

王姗姗1，张达矜2，王运良1
(1中国人民解放军第一四八医院，山东淄博255300;2海军总医院)

摘要:酸性核磷蛋白32A(ANP32A)由1个球形的富含亮氨酸重复序列(LRRs)的氨基端和1个伸展的富含酸性氨基酸的羧基端组成，其在细胞增殖、凋亡、转录调控、信号转导和细胞内物质运输等多种重要生命过程中发挥作用。近年研究发现，ANP32A与多种神经系统疾病的发生、发展有关。ANP32A参与神经系统的发育并可调控神经元分化;其过表达可导致tau蛋白高磷酸化，促进阿尔茨海默病的发生;其能保护神经元免于兴奋性毒性损伤;其可通过影响PP2A通路在1型脊髓小脑共济失调中发挥作用。

关键词:酸性核磷蛋白32A;阿尔茨海默病;神经元分化;神经发育

酸性核磷蛋白32A(ANP32A)［1］属于ANP32蛋白家族，该家族成员众多且结构类似，其中ANP32A是该家族最早发现且研究最多的蛋白。ANP32A在细胞增殖、凋亡、转录调控、信号转导和细胞内物质运输等多种重要生命过程中发挥功能［2，3］。既往相关研究多在肿瘤领域，近几年对ANP32A的研究进一步扩展至神经系统，结果发现ANP32A能参与多种神经系统疾病的发生、发展，并且还与神经元分化、脑组织发育、神经退行性改变等密切相关［4～6］。本文结合文献就ANP32A在神经系统功能调节中的作用研究进展综述如下。

1　ANP32　A的结构特点及生物学功能

ANP32A蛋白形似一个蝌蚪，由一个球形的富含亮氨酸重复序列(LRRs)的氨基端和一个伸展的富含酸性氨基酸的羧基端组成，氨基端疏水性的头部是蛋白间相互结合部位，而羧基端亲水性的尾部在核质穿梭中发挥重要作用［7］。LRRs的存在有助于它与其他蛋白结合发挥不同的生物学作用及发生不同的细胞定位［8］。ANP32A的羧基端富含天冬氨酸和苏氨酸，呈强酸性，且含有一个核定位信号KRKR，故其可与细胞核内的碱性蛋白(如组蛋白)相互作用［9，10］。这些特点使ANP32A蛋白可参与胞质与胞核内的多种生物学过程。

ANP32A的生物学功能与其细胞内定位密切相关。在细胞核中，ANP32A可作为转录调节因子发挥作用。ANP32A作为组蛋白乙酰化转移酶抑制因子(INHAT)复合物的组成部分，参与调控组蛋白乙酰化和磷酸化过程，进而调节转录。而在IFN依赖的转录活动中，ANP32A能结合IFN激活基因的启动子，正性调节IFN激活基因的转录，促进细胞抗病毒活性［11］。ANP32A还可作为mRNA结合蛋白HuR的配体，影响HuR蛋白的核质穿梭，参与mRNA的稳定及转运，从而影响肿瘤发生和耐药［12～14］。在细胞质中，ANP32A可与微管相关蛋白(如MAP2、MAP4及tau等)结合，调节微管功能及微管介导的囊泡运输，继而影响细胞内物质的运输及信号传递，维持细胞形态及细胞器的空间分布等［15］。ANP32A是蛋白磷酸酶2A(PP2A)的抑制子，可通过抑制PP2A的活性而影响ERK信号通路［16］。Vaesen等［17］在B淋巴细胞系H2LCL的内表面发现，ANP32A能通过结合HLAⅡ类分子的配体参与胞内调节转录活性的信号转导。此外，ANP32A还可通过非经典途径分泌到细胞外，发挥细胞因子样作用，刺激肝细胞DNA复制和细胞增殖，促进肝再生及保护肝脏免于急慢性肝损伤等［18］。

2　ANP32A在神经系统病理生理中的调节作用

2.1 ANP32A参与神经系统发育ANP32家族成员在进化上高度保守，因单独敲除ANP32A或ANP32E基因对小鼠发育表型无明显影响，ANP32

家族不同成员的功能曾被认为是高度冗余的［7，19］。但Reilly等［20］研究发现，缺失ANP32B的小鼠在胚胎期即出现多个系统的异常，如脑室扩大、内耳腔扩大等，但仍可存活;而在缺失ANP32B的基础上再敲除ANP32A基因，则缺陷小鼠均不能存活至断乳期。证实ANP32家族成员在小鼠发育过程中的功能并不是完全冗余的，其对小鼠发育有重要作用。ANP32A在胚胎期时鼠脑尤其是小脑浦肯野细胞及颗粒细胞中的表达较低，于出生后升高。而ANP32B在胚胎期鼠脑中的表达水平较高，出生后迅速下降。表明ANP32A与ANP32B可能在小鼠胚胎发育的不同时期发挥作用［21，22］。

2.2 ANP32A参与调控神经元分化ANP32A作为INHAT复合物的酸性蛋白组分参与抑制组蛋白乙酰化过程。ANP32A可通过结合神经丝轻链基因的启动子及调控组蛋白乙酰化的水平调控神经纤维轻链的表达，从而影响神经细胞轴突的生成。Kular等［4］研究发现，转染ANP32A siRNA的PC12细胞，无论是在分化前还是在NGF诱导分化后均表现为神经轴突的过生长，而原代培养LANP基因敲除小鼠海马神经元细胞的轴突长度相比野生型小鼠明显增加。Opal等［7］研究发现，ANP32A的细胞定位与神经元分化有关。在神经元轴突形成过程中，ANP32A从胞核迁移至胞质。在未分化的neuro2a细胞中，LANP主要定位于细胞核。采用双丁酰环腺苷酸诱导神经元分化后，LANP主要分布于胞质和轴突，尤其是那些具有广泛突起的神经元细胞内，LANP的定位改变更加明显。研究表明，ANP32A在胞质中与微管相关蛋白1B(MAP1B)轻链结合，通过调节MAP1B在突起延伸中的作用来调节神经元细胞轴突的形成。

3　ANP32　A与神经系统疾病发生发展的关系

3.1阿尔茨海默病阿尔茨海默病微管结合蛋白tau异常高磷酸化，使得其微管结合和组装活性下降，导致神经元纤维缠结。而蛋白磷酸酶PP2A是tau蛋白磷酸化的重要调节剂。Chen等［5］研究发现，阿尔茨海默病患者脑组织中ANP32A表达水平升高，PP2A酶活性下降，tau蛋白高磷酸化。ANP32A的N端1～120位氨基酸残基可与PP2A的催化亚基结合，抑制PP2A酶活性。过表达ANP32A或ANP32A短截体的PC12/tau441细胞中tau磷酸化水平明显增加，引起微管网络和轴突生长紊乱。Tsujio等［23］在稳定转染了人Tau441的PC12细胞中发现，ANP32A在PC12细胞中过度表达可致tau蛋白的12E8、PHF-1、M4和tau-1位点磷酸化水平增加，而12E8和PHF-1位点磷酸化水平增加尤为显著。ANP32A过表达可致tau蛋白高磷酸化和PC12细胞退化死亡。

3.2神经炎性反应趋化因子受体CXCR4及其内源性配体CXCL12在维持中枢神经系统正常发育和稳态及各种神经炎症/感染性疾病的神经病理过程中发挥重要作用。研究表明，视网膜母细胞瘤蛋白(Rb)在CXCL12/CXCR4生物轴介导的神经保护作用中扮演重要角色。Khan等［6］研究表明，无论在幼稚还是成熟神经元细胞中，ANP32A均能作为INHAT复合物的一个重要组成部分与Rb蛋白相互作用，引起基因抑制，从而保护神经元免于N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)所致的兴奋性毒性。CXCL12可刺激原代培养皮层神经元细胞内LANP表达水平升高，CXCR4抑制剂AMD可阻断这一反应，但该作用不被NMDA兴奋性毒性所抑制。提高内源性的ANP32A表达，明显提高NMDA作用下神经元细胞的存活率，从而保护神经元免于兴奋性毒性损伤。

3.3 1型脊髓小脑共济失调(SCA1)ANP32A在小脑的浦肯野细胞中的表达量极为丰富，且ANP32A表达量与小脑发育存在时间相关性，说明ANP32A在浦肯野细胞的发育成熟中发挥重要作用。虽然SCA1的发病机制尚不十分清楚，但相关证据表明，SCA1与ataxin-1(ATXN1)功能失调有关。Sánchez等［24］研究表明，ANP32A与ATXN1存在相互作用，且均能通过影响PP2A通路而在SCA1中发挥作用;表达ATXN1突变体的SH-SY5Y细胞发生神经炎样表型改变，伴有PP2A-b亚基和ANP32A的表达水平降低，PP2A-c催化亚基及PP2A通路蛋白Erk2和Gsk3β磷酸化改变等。这些改变均可通过提高ANP32A的表达而得到改善。

总之，ANP32A作为一个多功能蛋白，在人体大脑中的表达水平非常高，可参与多种神经病理、生理过程。对其深入研究，不仅有助于揭示神经退行性病变、肿瘤等发生发展的可能机制，而且可为神经系统疾病的治疗提供新思路。

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收稿日期:( 2014-12-24)

通信作者:王运良

基金项目:国家自然科学基金面上项目(81472350、31071256)。

文章编号:1002-266X(2015)33-0091-03

文献标志码:A

中图分类号:R745

doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2015.33.037