透明质酸(HA),也称为玻尿酸或透明质酸钠,是一种天然存在的高度水合线性聚合 物,由重复的双糖D-葡萄糖醛酸-β-1, 3-N-乙酰氨基葡萄糖-β-1, 4组成(1-6)。它是一种 广泛存在于所有脊椎动物细胞外基质中的糖胺聚糖(GAG)。与硫酸软骨素、硫酸皮肤素 和硫酸乙酰肝素等其他GAG不同,HA缺乏硫酸基团,几乎从不与其他蛋白质共价结合(3, 6, 7)。哺乳动物HA由三种不同的跨膜HA合成酶HAS1、2和3中的一种合成(1-4, 7, 8)。 在HA合成过程中,随着UDP糖底物的加入,生长的聚合物通过膜转移到细胞外表面(7)。 三种HA合成酶的表达模式和合成速率不同,可能产生不同链长的HA聚合物(8)。通常, HA合成酶产生高分子量HA (HMW,>500 kDa),而降解是低分子量HA片段(LMW,<500 kDa)的主要来源。HA在哺乳动物中通过一系列透明质酸酶的协同作用迅速转化,并被 肝脏和肾脏清除(1, 3, 5, 7,9 )。 HA在细胞外基质的水化、细胞粘附和迁移的组织中非常重要(1, 6, 7)。它与大量透 明质酸结合蛋白或透明质粘着蛋白相互作用。在细胞外基质中,HA能结合链接蛋白, 如软骨中的aggrecan和HAPLN1,平滑肌中的versican,大脑中的brevican,以及神经 组织中的neurocan (1, 6, 7, 10)。在循环中,它结合血浆结合蛋白,如ITIH1/2、TSG-6 和HABP1/C1qBP (1, 3, 5, 7, 10)。HA结合许多细胞表面受体,如广泛表达的CD44、血 管内皮细胞和其他细胞上的RHAMM、淋巴管内皮细胞上的LYVE-1,以及内皮窦(如淋 巴结和肝脏)中的内吞受体Stabilin-2 (5-7, 10)。髓细胞TLR2和TLR4也结合LMW-HA 片段 (11-13)。 通过HA受体激活的细胞信号通路部分依赖于HA的大小(4, 6, 8, 10-13)。虽然 HMW-HA被认为具有抗血管生成、抗炎和免疫抑制作用,但LMW-HA具有高度的血管 生成和促炎症作用,并促进树突状细胞成熟(1, 4-6, 12, 14)。HA主要由成纤维细胞产生, 有助于成纤维细胞产生炎症介质并向纤维化区域迁移(1, 6)。在老化的动脉壁中,主动 脉平滑肌和成纤维细胞的生成增加(6, 15)。HA促进胚胎干细胞向中胚层和心脏的分化, 以及体外造血干细胞向造血细胞的分化(1)。血浆HMW-HA主要来自淋巴循环(7)。在血 管病、肝纤维化、自身免疫性疾病如晚期硬皮病、类风湿性关节炎和狼疮性肾炎、终末 期肾功能衰竭、特发性肺动脉高压、成人呼吸窘迫综合征以及血糖控制不佳的糖尿病患 者中升高(1, 15, 16)。HA作为药物载体用于治疗,并注射到病变关节中以增加水合作用 和抑制炎症(5, 17, 18)。它通过清除活性氧来保护组织;然而,活性氧也会导致HA碎裂, 导致炎症(1)。HMW-HA与CD44结合促进调节性T细胞的活性,从而控制炎症(14, 19)。 HA促进上皮细胞向间充质细胞的转化,无论是在发育过程中还是在致癌转化过程中(1, 7, 20)。癌细胞经常产生透明质酸酶降解HA,促进血管生成和炎症(4, 20)。 |