平足蛋白参与炎症反应的研究进展

刘诗谣 赵益明

苏州大学附属第一医院止血与血栓实验室、江苏省血液研究所（江苏苏州 215000）

炎症是身体受有害刺激和组织损伤引起的反应，炎症产生后将引起机体内的细胞变化和免疫反应，导致受损组织修复和受损组织部位的细胞增殖［1］。国内外研究的报道中已发现，平足蛋白（podoplanin，PDPN）在炎症发生发展时期通过表达上调于炎症相关细胞或组织细胞，影响其细胞因子的表达以及细胞的增殖、侵袭、迁移以及成熟等重要功能，从而对炎症性疾病进行调控。静脉血栓的形成与炎症密切相关，而PDPN 在炎症驱动血栓的形成过程中起到了一定的作用，有研究证明［2］PDPN 与CLEC-2 的相互作用是下腔静脉狭窄导致的血栓形成的关键因素。平足蛋白是由一个高度糖基化N 端的胞外区、一个单跨膜区和一个短的胞内区组成的跨膜受体糖蛋白，一般通过蛋白质-蛋白质相互作用来发挥其功能［3］，在PDPN的胞外域CLEC-2 是其唯一的内源性配体，血小板CLEC-2 与PDPN 的结合能够活化血小板，使其发挥处止血以外的多重作用，如促进肿瘤细胞的迁移、侵袭以及发挥炎症调控作用［4］。现如今随着研究的深入，PDPN-CLEC-2 轴在炎症和血栓形成中的作用显著凸显，但对于已有的相关综述来看，大部分都集中于讨论和阐述PDPN 与肿瘤相互作用的机制和研究概况，而描述PDPN 与炎症的相关综述较少。因此，描述PDPN 与炎症的相互作以及归纳总结已有的研究进展对于今后的炎症疾病治疗有着一定的借鉴意义、能提供新的治疗思路以及对发现相应的生物制剂提供有效的策略。

1 PDPN 与炎症相关细胞

当机体受到感染或组织受损时，首先触发先天性免疫系统引起急性炎症的发生，由驻留在组织周围的巨噬细胞和肥大细胞对刺激进行识别，并产生炎症介质引起血浆蛋白和白细胞的渗出，当有害刺激消除后，再由巨噬细胞介导分解和修复［5］。有研究证明，当产生炎症时PDPN 能够对LECs、成纤维细胞样网状细胞［6］、CD4+效应T 细胞以及巨噬细胞等免疫细胞产生调控作用［7］，从而通过调控效应参与炎症的进展。下面将叙述常见的炎症相关细胞上PDPN 的表达以及作用机制等。

1.1 PDPN 与T 细胞当机体内产生炎症时，PDPN 在炎症相关细胞上表达上调，如T 细胞亚群和巨噬细胞。有研究发现［8］，在慢性炎症和自身免疫性疾病中PDPN 优先表达于分化的辅助性T细胞，尤其是产生白细胞介素-17 的辅助T 细胞（17-producinghelper T cell，Th17），Th17 细胞通过产生IL-17A 和IL-17F 发挥致病作用，例如自发性SKG 关节炎、自身免疫性脑脊髓炎和炎症性肠病小鼠模型的炎症组织中均在Th17 细胞上发现有PDPN 的表达，小鼠SKG 关节炎模型中的炎症组织里，PDPN 阳性的Th17 细胞通过浸润和分泌IL-17A 进行软骨和骨破坏。

但也有研究发现，在人PDPN 表达阳性的Th17 细胞中没有分泌IL-17 的特性，而是高表达非致病性Th17 细胞基因，包括：IL-10、IL-9、lkzf3、Ahr等，此外在一些促炎条件下，发现了随着PDPN 的表达减少而IL-17 表达增加，Th17 细胞向致病性表型分化，在以上与小鼠相反的实验结果中发现，人PDPN 阳性的Th17 细胞对炎症有保护作用，而不是促进作用。

1.2 PDPN 与巨噬细胞PDPN 在巨噬细胞上的表达最早发现于脾脏红髓的F4/80+巨噬细胞中，这些表达PDPN 的巨噬细胞在系统酵母多糖治疗后的小鼠中表现出明显的吞噬潜力增强和数量的增多，在骨髓来源的巨噬细胞和组织驻留的巨噬细胞在中没有检测到PDPN 的表达，只有当受到炎症相关因子刺激后PDPN 在骨髓来源的巨噬细胞上表达上调，如脂多糖、Toll 样受体激动剂和肿瘤坏死因子等［9］。

PDPN 能够通过影响巨噬细胞的功能来参与炎症的进展，如：极化、移动和运动性等，巨噬细胞在炎症过程中会获得不同的功能表型，通常称为经典激活的巨噬细胞（M1 型巨噬细胞）和交替激活的巨噬细胞（M2 型巨噬细胞），FEI 等［10］报道在创伤性脑损伤后的神经炎症组织中发现PDPN 的表达与小鼠小胶质细胞的激活和表型相关，在体外用血红蛋白作为炎症刺激处理后，敲低PDPN 会减少M1 型小胶质细胞的比例，增加M2 型细胞的比例，同时减少IL-1β 和TNF-α 的分泌，增加IL-10和TGF-β 的分泌，证明了PDPN 会影响巨噬细胞的炎症表型。此外，PDPN 与CLEC-2 的相互作用诱导了肌动蛋白细胞骨架重组，增加PDPN 与ERM蛋白和CD44 的相互作用，促进巨噬细胞迁移，CHEOK等［9］提出，在幽门螺杆菌感染过程中，PDPN通过调节肌动蛋白交联蛋白家族的成员细丝蛋白C，稳定并连接肌动蛋白网络到细胞膜，从而促进活性巨噬细胞的运动，他们证明［9］PDPN 可能通过与ERM 复合物相互作用并激活Rho GTPase信号通路促进细丝蛋白C 的反式激活，但这一观点需进一步的验证来证实。

炎症发生时PDPN 在不同的时期表达于异位细胞或表达上调，通过与其相关配体相互作用参与炎症的进展，但该糖蛋白在炎症中的病理作用远未阐明，其额外的配体及其相关功能等也有待确定，新型的配体有利于今后更好地揭示PDPN 在炎症免疫细胞募集、极化和活化中的作用机制。此外PDPN 在炎症组织中的上调在几种炎症组织损伤模型中普遍存在，但PDPN 上调的细胞内途径尚不清楚，还需今后的研究进一步的探索和验证。

2 PDPN 与炎症相关疾病

从现有的研究报道中证明了PDPN 在炎症和癌症等疾病的不同细胞类型中表达上调，包括成纤维细胞、巨噬细胞、辅助性T 细胞等，并在其中发挥重要作用。PDPN 通过与其配体的结合调节增殖、收缩、迁移、上皮-间质转化和细胞外基质重塑的信号通路调节从而参与急、慢性炎症性疾病，如脓毒症、细菌性感染、银屑病等，促进炎症驱动和癌症相关的血栓形成。血栓性疾病是导致成年人残疾和死亡的主要原因，其中炎症导致相关血栓形成在疾病产生中起着重要的作用，有众多证据表明PDPN 在动脉粥样硬化、缺血性脑卒中、静脉血栓、肾脏和肝脏的缺陷再灌注损伤等血栓性疾病中发挥着功能。

2.1 PDPN 与急性炎症性疾病急性炎症性疾病病情急骤，持续时间较短，常见渗出病变，相关炎症细胞主要为中性粒细胞。PDPN 在一些急性炎症疾病中都起到了重要的作用和功能，例如细菌性感染、脓毒症以及急性肺炎等，PDPN 常通过与CLEC-2 的相互作用以及下游信号通路等在炎症发生时以及炎症引起的相关血栓形成时发挥功能。

XIE 等［11］发现了脓毒症早期时血小板在调节补体激活中的新功能，在血小板CLEC-2 缺陷小鼠的大肠杆菌感染后早期出现更高的补体激活、更剧烈的肝脏补体攻击以及更低的血浆补体抑制剂，而在脓毒症早期循环单核细胞表达PDPN，并通过与血小板上的CLEC-2 结合从而诱导血小板释放补体抑制剂，减轻了脓毒症小鼠的肝功能障碍。RAYES 等［12］研究发现通过构建腹腔注射脂多糖和盲肠结扎穿孔两种脓毒症小鼠模型中，特异性敲除CLEC-2 的血小板会导致系统性炎症增强和器官损伤加速，药理学抑制CLEC-2 与PDPN的作用会影响脓毒症时免疫细胞浸润和炎症反应，这提示PDPN 的激活是血小板CLEC-2 发挥抗炎作用的基础。

据LAX 等［13］研究报道PDPN 与CLEC-2 相互作用可以在LPS 诱导的急性呼吸窘迫综合征的小鼠模型中保护肺损伤，其主要是通过LPS 诱导巨噬细胞PDPN 表达上调，PDPN 阳性的炎症巨噬细胞直接与血小板上的CLEC-2 作用来调节炎症。因此，血小板CLEC-2-PDPN 信号轴在肺损伤模型中的保护作用可能会成为未来急性呼吸窘迫综合征患者治疗干预的新靶点。

有研究报道，在鼠伤寒沙门氏菌系统性感染后的肝脏炎症期间，PDPN 在邻近血管的巨噬细胞中表达上调，血小板从受损的血管中泄露出来使其膜上的CLEC-2 与PDPN 相结合而激活，导致炎症诱导血栓形成［15］

2.2 PDPN 与慢性自身免疫性疾病自身免疫性疾病是一种有着高发病率和病死率的疾病，其特点是抗体和（或）自身反应性T 细胞的存在，对中枢和（或）外周耐受的破坏导致发病［16］，PDPN 在慢性自身免疫性疾病中常通过表达上调于疾病相关淋巴细胞或组织细胞，介导细胞产生相应的细胞因子从而参与自身免疫性疾病的发展。

在多发性硬化症（multiplesclerosis，MS）、类风湿性关节炎（rheumatoidarthritis，RA）和结肠炎等慢性自身免疫性疾病中［17］，CD4+T 辅助细胞的两种亚群Th1 和Th17 细胞及其分泌的促炎细胞因子IL-17 在疾病中起到促炎、诱导组织损伤的作用［18］。在近期的研究发现，通过植物学凝素激活的外周血单个核细胞和从RA 患者分离的滑膜细胞共培养实验观察到激活的淋巴细胞和RA 滑膜细胞之间的相互作用促进IL-17 的高分泌，但非致病性Th17 淋巴细胞上高表达PDPN，其通过PDPNCLEC-2 信号通路负向调节CD4+效应T 细胞功能，介导Th17 细胞抑制。其次自身免疫性疾病中异位淋巴样结构也是其发病机制的关键因素，而MS的实验性自身免疫性脑脊髓炎动物模型和RA 相关实验中发现，表达PDPN 的Th17 细胞及其分泌的IL-17 与异位淋巴滤泡促进形成，IL-27 抑制表达PDPN 的Th17 细胞的分化，负向调节异位淋巴滤泡的发育。除了Th17 细胞，RA 中活化的成纤维细胞样滑膜细胞（fiborblast-likesynoviocytes，FLSs）是滑膜组织转化和关节破坏的关键介质，并且PDPN 在RA 侵袭性滑膜组织的FLSs 上高表达，且促炎介质也能导致PDPN 的表达上调，这些结果都证明了表达PDPN 的相关细胞在关节破坏和促炎中起到至关重要的作用。

在银屑病等相关慢性炎症性疾病的角质细胞中经常过表达κB 家族激酶α 抑制蛋白（inhibitoryprotein of NF-κB family kinase-α，IKKα），该蛋白激活NF-κB 信号参与表皮分化和皮肤病的发病机制，有研究［19］在使用人HaCaT 角质形成细胞和真皮成纤维细胞的器官型皮肤培养中发现，角质形成细胞过表达IKKα 导致表皮结构破坏，角质形成细胞增加分化改变，并侵入真皮病灶，而这些效应都伴随着PDPN 的表达上调。这些数据表明，除了STAT 和Smad 信号通路，NF-κB 信号通路控制角质形成细胞中PDPN 的表达上调，促进表皮病变。

2.3 PDPN 作为炎症性疾病的治疗靶点从已有的研究中说明了PPDN 在免疫系统和炎症性疾病中起到关键作用，靶向PDPN 进行炎症调节代表一种新的治疗策略［20］。通过抗体和凝集素结合PDPN 高度糖基化的胞外结构域能影响PDPN 的信号转导，例如，半乳凝素-8 通过结合PDPN 参与病理性淋巴管生成，因此使用植物凝集素干扰半乳凝素和PDPN 之间的相互作用来阻碍下游信号通路的激活；凝集素MASL 识别末端α-2，3-唾液酸化寡糖与PDPN 胞外唾液酸化糖蛋白结合，从而干扰α-2，3-唾液酸化跨膜受体PDPN 的功能来保护骨关节炎损伤下软骨的结构和功能等［21］。这些观察结果共同表明了PDPN 是调节免疫细胞募集和活化的新抗炎靶点，能为今后的炎症性疾病提供新的探索思路。

3 PDPN 与炎症相关出凝血机制

PDPN 与机体各种组织和器官中相应的蛋白相互作用来发挥其功能的多效性，尤其是血栓的形成和炎症当中［4］。很多种血栓性疾病的发生发展来源于炎症反应参与的血栓形成、血栓机化等过程，比如：动脉粥样硬化、缺血性脑卒中、静脉血栓的形成、心肌缺血等。而现已有各类的研究结果证明CLEC-2 与PDPN 相关通路在炎症发生而导致血栓形成的疾病中起到重要作用，其相关机制与PDPN 的表达上调息息相关［22］。

在血栓形成期间，PDPN 的表达上调于下腔静脉壁中的管腔内侧内皮细胞，其原因是由于腔静脉狭窄引起的高度扭曲的血流和随后的缺氧［23］，又因血压上升和血管壁拉伸，内皮细胞之间间隙松散，使得PDPN 易于与血小板上的CLEC-2 结合，随之触发血小板的聚集和活化，当使用中和抗体后产生的血栓变小，这也就说明了PDPN 在此位置有助于加剧深静脉血栓的形成［21］。

PDPN/CLEC-2 轴也被认为是血栓炎症性疾病的主要调节因子，有研究证明在小鼠大脑中动脉阻塞模型中［24］，心肌缺血再灌注（ischemia/reperfusion，I/R）损伤后CLEC-2 和PDPN 表达增加，使用抗PDPN 抗体预处理后能减少梗死体积和神经功能缺损，IL-18 和IL-1β 显著降低，这表明了PDPN/CLEC-2 轴可能通过调节NLRP3 炎症小体在缺血性脑卒中炎症调节中发挥作用［25］。在缺血性脑损伤模型中发现到反应性星形胶质细胞中PDPN表达上调［26］，阻断PDPN 后可减少大脑中动脉阻塞后梗死面积，改善神经功能缺损。QIAN 等［27］利用转录组测序分析报道了PDPN 中和抑制I/R 诱导的小胶质细胞活化的分子机制，发现抗PDDPN治疗调节了许多炎症相关的信号通路，一些上游蛋白可能通过下调CLEC-2 保护小鼠免于急性缺血性疾病不发生颅内出血，这为今后研究PDPN/CLEC-2 轴在缺血性脑卒中中的作用机制提供了一些线索。

PDPN 在众多血栓下疾病的发病机制中都起到了重要作用，尤其是通过PDPN/CLEC-2 信号通路的作用下，有的细胞群在正常的情况下不表达PDPN，但随着缺血后时间推移PDPN 表达上调，如SMCs、内皮细胞、星形胶质细胞、周细胞等，但PDPN 在此类缺血性疾病中的确切机制尚未明确，所以有许多问题仍待进一步的阐明，如PDPN 的细胞/阶段性作用及其分子机制和抗PDPN 治疗与缺血性疾病等，此类问题的聚集能够为血栓性疾病的治疗提供从实验室转化到临床的新靶点。

4 展望

PDPN 经过了30 多年的研究，在近十年得到了显著的进展，对PDPN 参与生理病理过程的机制和作用都进行了细致的探索，从免疫反应、血栓形成到炎症、癌症等各个方面都取得了一定的进展。但PDPN 在炎症中还存在着未阐明的作用机制，如：其是否含有额外的生理伴侣，其在参与炎症病理过程时是否受到磷酸化的调节，何种情况下会被磷酸化，PDPN 的蛋白水解加工是否具有功能相关性。在一些炎症组织损伤模型的炎症组织中存在PDPN 表达上调，但其上调的细胞内途径尚不清楚。根据现有的研究中可知，当存在炎症和癌症时PDPN 在一些激活的基质细胞亚群中普遍表达上调，但在PDPN 对各类炎症性疾病的致病性上依旧存在争议，所以在今后的研究中应更加努力去探寻PDPN 在效应T 细胞、肌成纤维细胞样细胞和CAFs 中的功能以及进一步研究PDPN 在淋巴管生成中的作用，提高我们对PDPN 在炎症中功能的作用和认识，为今后开发新的治疗方法提供参考方向。

【Author contributions】LIU Shiyao wrote the article.ZHAO Yiming designed the study and reviewed the article.All authors read and approved the final manuscript as submitted.