肝脏去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)的结构、功能及临床应用_abio生物试剂品牌网

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引言

肝脏去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)最初由Ashwell及其团队发现,因其能够迅速清除血液中末端为β-1,4链半乳糖的寡糖糖蛋白而被识别和定义。ASGPR的主要生理功能是介导血液中去唾液酸糖蛋白、脂蛋白等物质的清除,并与病毒性肝炎、肝硬化、肝癌等肝脏疾病的发生发展密切相关。ASGPR的发现及其临床应用为肝脏疾病的诊断和治疗提供了重要工具。

近年来,各国学者对ASGPR的研究取得了显著进展,进一步提升了其临床应用价值

ASGPR的结构、基因与生理功能

结构
ASGPR,又称肝凝集素,是一种异源低聚物内吞受体,主要位于肝细胞窦状隙侧的质膜表面。ASGPR属于II型跨膜受体,包含四个功能区:胞质区、跨膜区、茎区和糖识别域(CRD)。CRD属于C型(钙依赖)凝集素超家族,能够特异性结合去唾液酸的非还原半乳糖残基和N-乙酰半乳糖胺,是ASGPR功能的核心部分。

基因
ASGPR可通过传统亲和层析法纯化。从兔肝中分离出40 kDa和48 kDa两种蛋白质(比例为2:1),而从大鼠肝脏中分离出42 kDa、49 kDa和54 kDa三种蛋白质(比例为8:1:1)。人肝细胞和肝癌细胞中仅分离出单一46 kDa的蛋白质。人HepG2细胞中存在两种ASGPR蛋白(H1和H2),其mRNA表达量相近,但翻译比例为主次形式(2~5:1)。H1亚基包含约40个氨基酸的N端胞质区、20个氨基酸的跨膜区、80个氨基酸的胞外茎区以及140个氨基酸的CRD。

生理功能
ASGPR在肝细胞质膜上大量表达,并具有快速内化能力,使其在清除血液中糖蛋白方面具有巨大潜力。ASGPR的天然配体包括去唾液酸血清类黏蛋白(ASOR)、去唾液酸铜蓝蛋白和去唾液酸运铁蛋白等。ASGPR通过识别半乳糖残基或N-乙酰半乳糖胺介导ASOR的清除,这一过程具有高度特异性。

ASGPR的所有亚基均参与配体结合功能。在H2亚基缺失的情况下,H1亚基虽能正常转运至细胞表面,但无法结合ASOR;而仅有H2亚基表达的ASGPR会被迅速降解,无法到达质膜。H1亚基的表达是H2亚基有效转运至细胞表面的前提。

ASGPR在肝脏疾病中的作用
ASGPR的数量和活性可反映肝细胞功能状态。在肝炎、酒精性肝病和肝癌等疾病中,ASGPR的数量和活性均受到损害。受体介导的内吞作用可能是毒性诱导肝损伤的新机制,适当的ASGPR功能对肝损伤具有保护作用。通过监测ASGPR的数量和活性变化,可预测术后肝功能代偿情况。例如,李勤涛等利用ASGPR及临床指标建立了肝储备功能定量评估系统

1. 乙型病毒性肝炎
HBV颗粒能与HepG2细胞结合,而阻断ASGPR功能可显著抑制这一过程。HBV preS1相关的病毒膜结合位点与ASGPR结合,使病毒通过ASGPR进入肝细胞。preS1与ASGPR在细胞膜上的表达区域重叠,且表达水平呈显著正相关(Pearson相关系数为0.776,P<0.0001),表明ASGPR可能是HBV进入宿主细胞的关键结合伴侣。此外,ASGPR与HBV抗体形成的复合物可诱发自身免疫反应,促进急性乙型肝炎向慢性转化,加重组织损伤。ASGPR H1亚基的CRD也是甲型肝炎病毒和马尔堡病毒的入侵位点。

2. 慢性酒精性肝病
酒精性肝损伤与ASGPR含量降低密切相关。酒精干预可损害ASGPR的内吞过程,降低配体结合、内化和降解能力。在乙醇饲养的大鼠肝细胞中,ASGPR的配体结合、内吞和降解作用减少45%~50%。慢性酒精干预还降低了ASGPR的mRNA水平,导致其数量显著减少,并增加肝细胞凋亡敏感性,最终发展为脂肪肝。

3. 原发性肝癌
组织微阵列技术检测显示,ASGPR在正常肝组织和不同分化程度的肝细胞癌(HCC)中的表达模式存在显著差异。高分化HCC的ASGPR表达水平与正常肝组织相似,而中低分化HCC的ASGPR表达水平显著降低。ASGPR在T细胞介导的肝损伤中具有保护作用,其缺乏会增强T细胞介导的肝炎敏感性。此外,ASGPR在血管性血友病和链球菌肺炎败血症中也有一定作用。

ASGPR的基因及药物靶向研究
ASGPR因其跨膜引入大分子的能力,成为肝细胞或肝癌细胞靶向治疗的首选目标。例如,乙酰半乳糖胺共轭的siRNA分子可特异性聚集在肝细胞中,验证了ASGPR的靶向性。Coulstock等将IFN-α融合至ASGPR特异性抗体上,合成的融合蛋白(mIFNα2-ASGPR dAb)显著增强了肝脏靶向性,减少了干扰素对血液和周边组织的暴露,提高了治疗的安全性和耐受性。Zhao等将蜂毒素与抗ASGPR的单链可变片段抗体结合,构建了重组免疫毒素,用于肝肿瘤细胞的靶向溶解。

此外,脂质鱼精蛋白DNA(LPDs)和靶向性阳离子纳米粒子系统(如PLGA-DOTAP-AF)等新型递送系统也被开发用于肝细胞靶向基因治疗。这些系统具有高效基因传送能力,为肝脏疾病的治疗提供了新途径。

ASGPR应用的前景与展望
ASGPR作为肝脏定向转移的最佳受体,为肝脏疾病的治疗、肝功能检测和基因定向表达提供了重要工具。ASGPR显影技术可用于评估肝功能,预测手术险并制定治疗方案,但其显影剂在稳定性和组织通透性方面仍需改进。

尽管ASGPR靶向基因药物在肝脏疾病治疗中取得了突破性进展,但其复合物的制备仍存在大小和浓度等限制。随着生物技术的发展,这些问题有望逐步解决,ASGPR及其介导的基因和药物转移技术将具有广阔的应用前景。

产品信息


参考文献
[1] Steirer LM, Park EI, Townsend RR, et al. The AsialoglycoproteinReceptor Regulates Levels of Plasma Glycoproteins Terminatingwith Sialic Acid _2, 6-Galactose[J]. J Biol Chem, 2009, 284(6):3777-3783.

[2] Ashwell G, Harford J. Carbohydrate-specific Receptors of theLiver[J]. Ann Rev Biochem, 1982, 51: 531-554.

[3] Meier M, Bider MD, Malashkevich VN, et al. Crystal Structure ofthe Carbohydrate Recognition DomAIn of the H1 Subunit of theAsialoglycoprotein Receptor[J]. J Mol Biol, 2000, 300(4): 857-865.

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