Slit-Robo细胞信号转导通路研究进展.docx

? ? Slit-Robo细胞信号转导通路研究进展* ? ? 王舒 甘卫冬 金锦祥 施青青 眭承志** （1）厦门大学医学院，厦门 361000；2）厦门大学附属第一医院，厦门 361000；3）南京医科大学康复医学院，南京 210000） 1 Slit配体与Robo受体 1.1 Slit分泌蛋白与Robo细胞膜表面受体的结构 Slit蛋白是一种分泌蛋白，在物种间的表达高度保守。目前已知在脊椎动物中存在3种Slit基因（Slit1、Slit2、Slit3），其中Slit1基因位于人染色体10q24.1上，Slit2基因位于人染色体4p15.31上，Slit3基因位于人染色体5q34-35.1上。Slit基因所编码的Slit蛋白为细胞外分泌型糖蛋白，分子质量约为170～190 ku，其结构可分为5部分，包括：1个N端信号肽（Ss）；4段富含亮氨酸的重复结构域（leucine-rich repeat，LRRs；又 名D1-D4）；9段（非哺乳动物为7段）表皮生长因子（epidermal growth factor，EGF）重复序列；1个层黏连蛋白-G样结构域（laminin-G-like domain，lamG；又名Agrin-Perlecan-Laminin-Slit，ALPS）以及1个C端半胱氨酸结。其中，蛋白酶切割位点位于第5和第6 EGF结构域之间［1］（图1）。 Fig.1 The structure of slit ligands［1］图1 Slit蛋白结构示意图［1］ Roundabout（Robo）细胞膜表面蛋白是Slit蛋白的主要受体，目前已知有Robo1、Robo2、Robo3、Robo4。在人类基因染色体中，Robo1和Robo2基因位于3p12.3，Robo3和Robo4基因位于11q24.2。Robo受体为单次跨膜蛋白，自身并不具有酶活性，通过下游的信号分子来实现其对应的功能。Robo1～3的细胞外片段包括5个免疫球蛋白样结构域（Ig1～5）和3个III型纤维黏连蛋白重复序列（FNIII 1～3）。细胞跨膜片段（transmembrane domain，TM）之后的细胞内片段包括4个保守结构域CC（cytoplasmic conserved），分别为CC0、CC1、CC2和CC3，不同物种之间的CC结构差别很大。Robo蛋白在生物体内通过翻译后修饰（如胞外域脱落）和剪接亚型等生化反应使其组成进一步扩大。哺乳动物的Robo4结构与Robo家族其他成员的结构差异很大，它的胞外域只有2个FNIII和2个Ig，胞内域也只有CC0和CC2两个序列，缺少能与Slit结合所需的关键残基（图2）。 Fig.2 The structure of Robo receptor［1］图2哺乳动物Robo受体蛋白结构示意图［1］ Slit通过其LRR2结构域与Robo蛋白Ig1结合；也可与硫酸乙酰肝素蛋白多糖（heparan sulfate proteoglycans）以及Robo结合形成三元复合物在细胞膜上发挥作用［2］；也有学者［3］发现Slit还可以通过LRR4结构形成同二聚体来发挥其生物功能。由于前文提到的Robo4结构与Robo1～3不同，研究者未检测到Robo4与Slit2的直接结合，且Robo4与Slit结合的胞外域Ig1并非保守序列，故有学者认为Robo4可能不属于严格意义上的Robo受体。有研究发现，Robo3也可不通过结合Slit蛋白来发挥作用，例如Robo3发挥其拮抗Slit2-Robo1/2诱导的排斥作用时是通过与类神经表皮生长因子2（neural epidermal growth factor-like-like 2，NELL2）结合而不是与Slit结合［4］，故有学者认为Robo3与Robo4同样，具有很大不确定性，同样应单独归类为一种独特的受体。 1.2 Slit与Robo的水解加工 Slit和Robo通过被酶水解加工来发挥其信号转导的功能。2014年一项关于Robo1胞外域研究的最新模型发现，细胞外基质（extracellular matrix，ECM）中的Slit蛋白与细胞膜表面Robo1/2胞外域结合后产生的分子张力使Robo近膜域扭曲，暴露出金属蛋白酶（ADAM10/Kuzbanian）的结合位点［5］。被ADAM10水解而脱落胞外域的Robo残端可被γ分泌酶（γ-secretase）进一步处理并释放胞内C端片段（C-terminal fragment，CTF）。那么，是否所有脊椎动物体内的Robo受体都会释放CTF以及CTF在细胞内又是如何继续发挥作用的呢？尚待更多研究（图3）。 Fig.3 Robo proteolytic processing［1］图3 Robo受体的水解加工示意