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编号:10292083
热休克蛋白在口腔疾病中的作用
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     作者:刘晓亮 金岩

    单位:刘晓亮(第四军医大学口腔医学院,陕西 西安 710032);金岩(第四军医大学口腔医学院,陕西 西安 710032)

    关键词:热休克蛋白;口腔;自身免疫疾病;肿瘤

    牙体牙髓牙周病学杂志000243

    【中图号】 R780.2 【文献标识码】 A

    【文章编号】 1005-2593(2000)02-0109-03

    热休克蛋白(heat shock proteins,HSPs)又叫应激蛋白(stress proteins), 是一种在进 化过程中存在着高度保守性的蛋白质。HSPs不但维持机体自身的稳定,还能防止热和其它 应激损伤细胞并促进受损细胞复原。 由于在微生物HSPs与人体HSPs间具有高度同源性,因此在它们之间存在着高度免疫反应,这 可能是引发人体自身免疫疾病的病因之一。已有研究显示,HSPs 在多种口腔疾病发生发展 过程中具有重要作用。
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    1 HSPs的功能及分类

    HSPs是一组Mr为8.17×106的糖蛋白,最初是由于热休克反应而发 现的。现在已知有很 多刺激可以诱发HSPs的定位,包括麻醉剂、尼古丁、重金属离子、缺氧、氧自由基、寒冷、 创伤、中毒、DNA或RNA病毒等[1,2]。在这些生理或病理应激下,HSPs不但与细 胞中的蛋白 质反应如合成、装配、分解、易位、折叠、稳定作用、保护聚集作用及蛋白质分泌有关, 而且和细胞的一些重要管理功能有关,如信号转导、增生、分化等[1,3]。HSPs的 这种作用 被称为“分子伴侣”作用(Molecular Chaperones)[1~3]。根据Mr大小,HS Ps可分 为三组:①大于8×104的,包括HSP110、HSP90等;②7×104左右的,包 括HSP70、HSP60、HSP47、HSP32等;③小于3×104,包括HSP28、HSP10、 Ubiquitin( 泛素)等,且各种 HSPs的功能与分布也各不相同。
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    2 HSPs在牙髓组织中的表达

    直到1996年才有Sens[1,4]等人取成人正常第三磨牙牙髓通过免疫组化分析、West en分析 、Northen分析、 RT-PCR等实验方法证实了在正常的成牙本质细胞或牙髓成纤维细胞中有 HSP27和HSC70(细胞组织结构中的HSP)的高水平表达,其中HSC70表达形式与在常规条件下 遭受机械损伤的组织中的HSC70表达形式一样,约占细胞蛋白质的1%,这样高水平的HSC70表 达可以为应激细胞提供迅速的保护,而无须新的基因转录和蛋白合成[1]。HSP27 也 具有“分子伴侣”作用,表达时通过保持微丝动力和肌动蛋白稳定性而抵抗热休克和其它刺 激。正常情况下,HSP27表达仅部分磷酸化且不经历核中易位,提示在应激条件下,HSP27可 能会作出进一步的反应[4]。这些成果说明通过诱导应激反应,可能有助于减轻创 伤中的组 织损伤,如减轻牙体手术中的组织损伤。

, 百拇医药     3 HSPs与牙周疾病的关系

    由于具有“分子伴侣”作用,HSPs能够改变其它在免疫反应中发挥重要作用的蛋白的功能和 结构。在细菌和哺乳动物细胞间可以发生高度抗HSPs交叉免疫反应,且同时对异体和自体的 HSPs反应。健康个体可能利用了这种对自身HSPs反应的能力来帮助清除自身的感染细胞,也 许这种调节自身抵抗能力上存在的缺陷导致了人体慢性炎症,如牙周疾病[5]。And o[5]发现 在成人牙周炎患者牙龈匀浆、人类HSP60抗体或牛脑HSP70单抗间有交叉反应,且血清样品中 有细菌HSPs的抗体,这些发现显示病变区细胞中的内源HSPs抗原在牙周炎发展过程中增多了 ,可能就是这些免疫复合物的沉积激活了补体系统,导致牙龈组织发生炎症反应。而Schet t[6]发现龈炎患者唾液中的分支杆菌HSP65的IgA抗体水平比正常人高许多,他也认 为由于分支杆菌HSP65与人体HSP60、口腔菌丛HSP60家族间有高度同源性,有可能在体内特 定环境下使人类HSP60成为自身抗原,引发自身免疫反应,导致龈炎发生。PG菌是成人牙周 炎主要致病菌,有实验发现热休克、乙醇等各种刺激,可致HSP70、HSP60在PG菌中大量表达 。氯化血红素是PG菌的重要生长因子,在pH5时培养,PG菌储有大量氯化血红素;同时,伴 有两种Mr2.6×104、3.1×104的HSP表达,这些HSPs可能与氯化血红 素摄入、储存有关[7~9],Ando也发现细菌生长因子如氯化血红素、VitK等在牙周 病变区的分布也发生了改变。另有 类似实验 发现受刺激的变链中,变链HSP70升高,在42℃环境下培养的AA菌中有大量HSP60表达[10,11],以上结果对于牙周疾病的病因学研究来说,都是不可忽视的。
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    4 HSPs与口腔粘膜病的关系

    4.1 与复发性口腔溃疡(Ruccrent Oral Ulcerration,ROU)间关系

    以往有人认为ROU与白塞氏病(Bechet's Syndrome,BS)是同一种病,而且ROU确是白塞氏综 合症一个常见表现,但在人T细胞上有白塞氏患者所特有的4个分支杆菌HSP65和同种的人HS P60起源的肽的抗原决定簇,其中一个219-233肽能够使白塞氏患者表现强烈的淋巴细胞增生 ,而ROU患者无。所以二者的发病机理可能有所不同[12]。1995年Hansan[12, 14]发现在人T 细胞上有分支杆菌HSP91-105肽的抗原决定簇,实验中结核杆菌HSP65序列中的91-105肽以及 相 似的人的HSP60的116-130肽可刺激ROU患者外周血单核细胞增生,而健康人及BS患者的没 有 增生,更进一步证明二者确实不是同一种病。Hansan由此更进一步认为:ROU可能是由细菌 的HSP的91-105肽刺激口腔粘膜郎格罕细胞而始发,然后由郎格罕细胞与已接触过同源的人H SPs的116-130肽的T细胞发生的自身免疫反应。
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    4.2 与白塞氏病的关系

    以往研究已表明,链球菌HSP肽与人HSP肽间交叉免疫反应是BS病因之一。分支杆菌HSP65与 人类线粒体中HSP60有高度同源性,而且在人T细胞上有4种分支杆菌HSP65的肽的抗原决定簇 ,所以它可以刺激人γ δ T细胞增生。实验显示:用这4种肽和相似的人的HSP60中的肽刺 激,33名BS患者有25 人发生显著的γ δ T细胞增生,而55名ROU、全身系统疾病或健康受 控者 中,仅有2 人发生反应。如果该实验用于临床检查,可有助于确诊BS且减少BS病的假阳性率[2,12~14]

    4.3 与口腔扁平苔藓(Oral Lichen Planus,OLP)的关系

    OLP在组织学上表现为上皮基底细胞损伤,且上皮下固有层淋巴细胞浸润。最近研究证实了 在 OLP中有T细胞浸润,且存在细胞介导的免疫反应。说明OLP病因与外来抗原有关。Surgerman [3]用免疫组化ABC法研究,发现OLP病变区上皮HSP70染色密度显著高于正常口腔 粘膜且两 者间HSP70表达部位也不同。在OLP与无特异性口腔溃疡(Non-specific Oral Ulceration, N SOU)间染色密度无显著差异,但在组织分布上,OLP患者基底细胞染色频率大大高于NSOU, 几乎半数OLP样品的基底细胞层染色增强,而这些细胞是OLP病变中的主要目标。实验证实HS P65的纯化蛋白衍生物可特异刺激T淋巴细胞增生。有人推论OLP患者中,首先外来抗 原通过刺激口腔角化上皮细胞而致HSP表达的上调,然后细胞毒性T细胞对这些角化上皮细胞 的反应可能导致OLP病损区的组织破坏,更进一步从激活的T细胞中释放γ-IFN、TNF-α, 加重病损,导致扁平苔藓,这些都说明OLP可能是以HSPs为自身抗原的自身免疫疾病。
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    4.4 与其它口腔粘膜病的关系

    口面部肉芽肿(Orofacial Granulomatosis,OFG)是Crohn病的症状之一,常先于肠部表 现且很常见。Ivanyi[15]以Elisa法在10名口面部肉芽肿患者血清中检测分支杆菌 HSP65的IgG抗体,其中4名确诊为Crohn病的患者血清中的效价由400~950,而另6名患者 中有3名呈阳性,效价由180~850。曾有两名血清HSP65抗体阳性患者发展成Crohn病的报道 ,所以不能排除该3名呈阳性的OFG 患者进一步发展成Crohn病的可能。而其它所有的分析 方法都没有在这10名患者中发现任何联系。所以该结果对Crohn病诊断很有价值。另有人 发现在口腔念珠菌患者唾液中分支杆菌HSP65的IgA抗体水平也有升高[16]。这些都 表明HSPs与口腔粘膜病间存在一定的关系。

    5 HSPs与口腔肿瘤间的关系
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    目前,有关HSPs与口腔肿瘤关系的报道很少,但现有的研究已显示二者间关系密切。HSP70 家族本与细胞的转化、生长、调控有关,Kaur[17~19]更进一步发现在口腔肿瘤发生的过程中,当组织由正常向异常发展时,H SP70阳 性细胞发现率和HSP70蛋白表达水平明显升高,且HSP70过表达与口腔鳞癌组织病理分化间存 在明显而稳定的关系。他发现了P53蛋白、HSP70蛋白在口腔恶性与恶性前病变中的过表达可 用于口腔恶性病变的诊断及预后,最近又发现在口腔上皮异常增生、鳞癌患者组织中有一种 HSP70与突变型P53蛋白形成的复合体。在10名血清中抗P53抗体阳性的患者(3名上皮异常增 生,7名鳞癌)中,P53蛋白、HSP70蛋白、P53-HSP70复合体表达水平都显著升高,而血循环 中无抗P53抗体的口腔肿瘤或上皮异常增生患者中找不到该复合体。在上述的抗P53抗体阳性 的 口腔肿瘤患者中,有6人为肿瘤晚期。由于HSP70具有“分子伴侣”作用,也许可以调节P53 蛋白的生物学反应,所以这些P53蛋白、HSP70蛋白及P53-HSP70复合体的过表达具有功能性 意义,这种复合体可能是这些肿瘤患者抗P53体液免疫反应的重要前提。在血清抗P53抗体阳 性患者的P53蛋白与P53-HSP70复合体间的联系也许可以作为一项指标来诊断高度恶性或预后 较差的病变,这具有重大意义。
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    6 结论

    目前已认识到了HSPs在多种口 腔疾病的发生发展中发挥着重要作用,有助于人们重新认识这些疾病。但就HSPs在这些口腔 疾病的发生发展以及诊断、防治中的具体作用,尚待进一步深入研究。

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    收稿日期:1998-06-21, 百拇医药