浅析小凹与小凹蛋白对成骨细胞的影响

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浅析小凹与小凹蛋白对成骨细胞的影响

来源：学术堂作者：周老师

发布于：2016-03-04 共5814 字

近年来，小凹和小凹蛋白成为生物膜和细胞生物学领域的一个新热点，越来越受到国内外学者

的关注。尤其是当今社会，科学技术飞速发展，交通工具日新月异，交通伤害防不胜防，颌面

部创伤的诊治和修复显得越来越重要，学者们对颌面部成骨修复研究也越来越多。成骨细胞中

的小凹和小凹蛋白在成骨过程中的作用也越来越受到关注，本文简要概括了成骨细胞中的小凹

和小凹蛋白的相关作用。

　　 1　小凹（Caveolae）及其蛋白质家族。

1953 年，Palade 第一个用电子显微镜观测到心脏连续内皮细胞上亚细胞结构 Caveolae, “并以质

”膜囊泡（plasmalem-mal vesicles ）命名。随后，张勤勤等[1]在胆囊上皮细胞中也发现了类似

“ ” 的凹陷的窝状结构。细胞质膜微囊即小凹（Caveo-lae ）也称作陷窝是一类 50 ~ 100 nm 大小

的细胞膜上呈长颈瓶样内陷入胞浆的细胞膜亚单位结构[2-3],其含有小蛋白质（18~ 24 kDa），

由小凹蛋白基因家族编码 ,在哺乳动物中主要是 Caveolin-1（Cav-1）、Caveolin-2（Cav-

2）、Caveolin-3 （Cav-3）[4-6],Cav-1 由在跨物种序列高度保守的三个外显子组成 ,有两个亚

型：178 个残基的 Cav-1a 和147 个残基的 Cav-1b, 它们来自一个内部翻译起始位点 Met32[7].

Cav-2 是由三个外显子编码的 162 个残基的蛋白质组成，与 Cav-1 的基因序列高度相似。Cav-

2α 是完整的蛋白质，已确定有两种其他亚型[8], 但是没有特异性。 Cav-3 是由两个外显子编码

的151 个残基的蛋白质组成[9]. 在小鼠中这 3 个基因定位于 6 号染色体上；在人类中，Cav-1

和Cav-2 基因定位到染色体位点 7q31.1 的D7S522 的遗传标记，其中包括已知的脆弱点附近

（FRA7G），Cav-3 定位到 3p25. 尽管假设 Cav-1 和Cav-2 源自基因重复，但 Cav-1 和Cav-3

却具有高度一致的氨基酸序列[10].

Cav-1 （也称为 Caveolin 或VIP21）是小凹结构的基础和标志蛋白，也是第一个被确定为小凹

的结构部件和运输高尔基体衍生的囊泡的家庭成员。根据细胞类型的不同，Cav-1 可能有可溶

性细胞质形式以及分泌形式[5,11]. Cav-1 广泛表达 ,在脂肪细胞、内皮细胞、成纤维细胞、平滑

肌细胞、成骨细胞及多种上皮细胞中高水平表达[10].

Cav-2 和Cav-3 （也称为 M-caveolin ）比Cav-1 后发现。

Cav-2 与Cav-1 常共表达，而Cav-3 主要表达在横纹肌细胞[5,11].大多数的小凹在细胞和组织中

的形成只需要Cav-1 表达，而Cav-2 的缺失并不影响小凹本身的形成 , 最近的研究表明Cav-2

在Cav-1 依赖的小凹动力学和专门的小凹蛋白功能中有一定的作用[12]. 另一方面，在骨骼肌细

胞和心肌细胞中的小凹主要由 Cav-3 形成[10].

小凹和小凹蛋白参与囊泡运输、细胞内外钙稳态、胆固醇稳态和内吞作用[5,11]. 此外，它们还

在信号转导、细胞增殖和肿瘤进展中发挥重要作用[12-13]. 从功能上看，小凹和小凹蛋白对于

区室化和各类信号分子（包括受体和非受体酪氨酸激酶，血管内皮型一氧化氮合酶，和小 GTP

酶等）的浓度以及干扰下游许多蛋白质和癌基因蛋白（如c-Src、H-Ras 和增殖作用蛋白激酶

等）的活性和信号转导至关重要[5-6,11]. 最近的研究也表明，小凹蛋白可以独立发挥他们的作

用，无论是在有小凹的细胞（如心肌细胞和成纤维细胞），还是那些缺乏小凹的细胞（如神经

元和白细胞）中发挥作用[14]. 因此，这些发现表明，小凹蛋白功能的实现不一定依赖于小凹的

存在，这些蛋白质可能发挥与他们相关的小凹以外的和其他相关的生物学作用。同时，也可以

根据需要重建小凹来恢复小凹依赖的相关功能，如用全长PTRF-CAVIN 转染重建小凹结构

[15].

由于小凹和小凹蛋白的普遍存在性和组织的差异表达，小凹蛋白对于正常细胞和组织的生理非

常重要，并参与调控多种人类疾病。如小凹可以影响成骨细胞、破骨细胞等细胞的各种生理活

动从而调控人体骨量稳态，小凹蛋白可以用于某些恶性肿瘤的辅助诊断等[16-17].

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浅析小凹与小凹蛋白对成骨细胞的影响来源：学术堂作者：周老师发布于：2016-03-04共5814字近年来，小凹和小凹蛋白成为生物膜和细胞生物学领域的一个新热点，越来越受到国内外学者的关注。尤其是当今社会，科学技术飞速发展，交通工具日新月异，交通伤害防不胜防，颌面部创伤的诊治和修复显得越来越重要，学者们对颌面部成骨修复研究也越来越多。成骨细胞中的小凹和小凹蛋白在成骨过程中的作用也越来越受到关注，本文简要概括了成骨细胞中的小凹和小凹蛋白的相关作用。　　1　小凹（Caveolae）及其蛋白质家族。1953年，Palade第一个用电子显微镜观测到心脏连续内皮细胞上亚细胞结构Caveolae,“并以质”...

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