Connexin 43介导细胞缝隙连接的研究进展
李 环，胡殿兴，陈 威，张 燚，靳曙光
【摘 要】摘要:对近几年缝隙连接中Connexin 43(Cx 43)的研究进展加以综述，以期为研究缝隙连接在参与各种生理过程和在多种疾病发生、发展过程中的作用提供新的思路．
【期刊名称】北华大学学报（自然科学版） 【年(卷),期】2014(015)001 【总页数】6
【关键词】关键词:Connexin 43;缝隙连接;细胞缝隙连接通信
缝隙连接(Gap junction，GJ)是相邻细胞间的跨膜通道，它构成的细胞缝隙连接通信(gap junction intercellular communication，GJIC)能够调节各种生理过程．而缝隙连接蛋白(Connexin，Cx)是构成GJ的基本结构和功能蛋白，每6个跨膜的蛋白亚基围绕中央孔(直径1．5～2．0 nm)在相邻细胞膜上排列形成一个连接子(Connexon)，由连接子对接形成GJ［1］．Cx 43作为数量最为丰富、分布最为广泛的缝隙连接蛋白，在GJ介导的GJIC中发挥着重要作用，成为近些年来国内外学者研究的热点．本文将从Cx 43的结构、合成和定位过程、调节和相关蛋白作用以及在各种病理生理过程中的作用进行综述．
1 Cx 43的结构
Cx43具有高度保守的结构特征，属于α－Cx亚族，分子质量为43 kD．Cx结构中包含四个跨膜区域、三个胞内段以及两个二硫键连接的胞外环．其中，三个胞内段为N末端、胞浆环和C末端，它们位于胞浆一侧，即胞外的EL1和EL2，利于连接蛋白对接及识别［2］．Cx家族各成员间的主要区别在于两个胞
外环EL1和EL2以及羧基端．有研究［3］发现:Cx的功能调节位点大多数位于羧基端．生长因子、激素和炎症介质等成分均可通过磷酸化Cx蛋白的羧基端(241～382位氨基酸)调控GJIC，从而影响细胞的生理功能．Cx 43的大多数磷酸化过程都发生在丝氨酸位点，但也有可能出现在酪氨酸位点［4－5］，这提示我们可以应用 Cx的磷酸化特异性抗体更深入地研究特定位点的磷酸化事件对GJIC功能的影响，目前已有学者开始从事这方面的研究．
2 Cx43的合成及在胞膜的定位过程
GJ是一个动态结构，其半衰期大约为1．5～5 h［6］．这说明Cx的更新速度非常快，也意味着Cx蛋白的合成过程有较高水平的转录后调控．但是否所有的Cx蛋白均按照经典的合成途径合成，目前尚存在争议．然而，目前所有数据均说明Cx 43是按照传统的途径合成的，即内质网核糖体以CxmRNA为模板合成蛋白质，后转运至反面高尔基复合体聚合成半通道或称连接子［7－8］，并进行相应的翻译后修饰．已经合成的半通道转运至胞膜，与邻近细胞的半通道对接组装成缝隙连接，参与细胞间的信息传递．
但是，合成的半通道定位于胞膜的具体机制现在还不是很清楚．有研究［9］显示:在半通道由反面高尔基复合体转运并定位于胞膜的过程中，微管蛋白起重要作用，即可能Cx 43是由微管蛋白从高尔基体运送到细胞间连接斑处．在此过程中p150，N－cadherin，β－catenin也具有重要作用．然而，微管蛋白介导Cx 43运送过程的作用机制不是很清楚，可能与Cx 43羧基端的特定功能位点有关．另外也有证据显示:肌动蛋白也参与了Cx 43从细胞质中转运至细胞膜的过程．Thomas T等［10］研究发现:Cx 43破坏转染了 Cx 43－GFP－NRK 细胞内的 Actin，发现Cx 43转运至细胞膜的过程受到抑制，缝隙连接的形成
减少．可见，Cx43在转运至细胞膜的过程受多种蛋白的影响．其中，某些蛋白的分布或功能受到破坏，可能是Cx 43表达和功能异常的原因．
3 Cx 43的调节
蛋白质的磷酸化过程广泛存在于真核细胞中，它是蛋白质转录后加工的一种重要修饰形式，也是真核细胞内信号转导的核心．在蛋白激酶和蛋白磷酸化酶的共同作用下，蛋白质的磷酸化过程控制着许多细胞内的生理过程，包括代谢、信号转导、细胞生长、细胞分裂等．作为Cx家族中分布最为广泛、数量最为丰富的Cx 43，其磷酸化状态直接影响缝隙连接的GJIC功能．Cx 43的羧基端是多种激素的识别位点，也是主要的磷酸化区域，其位点为241～382位．一些特定氨基酸(丝氨酸、苏氨酸及某些酪氨酸)的磷酸化直接影响着缝隙连接通道功能．如在血管平滑肌细胞GJ通道关闭研究中发现:Cx 43的S368位点发生磷酸化［11］;在心律失常研究中发现:其改善与Cx 43的S368－C末端位点磷酸化增加有关［12］．刘镘利等［13］也在研究转化生长因子TGF－β1对睾丸Leydig细胞间的GJIC功能影响时，发现 TGF－β1抑制Leydig细胞间的GJIC是通过提高其缝隙连接蛋白43的磷酸化水平实现的．
多种蛋白激酶(如 PKA，PKC，PKG，MAPK，CK1等)都可直接或间接磷酸化Cx的相应位点，从而影响GJIC功能［14］．其中，在调节Cx表达的诸多因素中，丝裂原激活的蛋白激酶(MAPKs)是主要的调节途径．有研究表明:MEK抑制剂PD98059抑制ERK1/2可以下调Cx 43的表达，并限制细胞间的过度通讯交流;肿瘤坏死因子α(TNF－α)可以通过JNK信号通路抑制Cx 43的表达和缝隙连接功能［15－16］．此外，丝裂原激活的蛋白激酶(MAPKs)和蛋白激酶C(PKC)也可通过磷酸化反应保持胞膜上非连接区半通道的关闭［17］，以保持
Connexin 43介导细胞缝隙连接的研究进展
