李慕然(綜述)，劉艷迪(審校)

(天津市人民醫(yī)院消化科，天津300121)

S100蛋白是一組低相對分子質(zhì)量的鈣結(jié)合蛋白，其家族的不同分子具有廣泛的生物學活性，在細胞增殖、分化、肌肉收縮、基因表達、分泌及細胞凋亡中發(fā)揮重要作用。S100A12具有S100蛋白家族的一些共性，又有其獨有的結(jié)構(gòu)和功能特點，是一種具有促進炎性反應(yīng)的鈣結(jié)合蛋白，其主要作用是使血管內(nèi)皮細胞黏附分子表達上調(diào)、激活炎性細胞、化學趨化和抗微生物作用?，F(xiàn)就S100蛋白的種類、分子結(jié)構(gòu)、生物學特性，特別是S100A12蛋白的臨床應(yīng)用進展綜述如下。

1 S100蛋白概述

S100蛋白家族是一個鈣結(jié)合蛋白家族，其相對分子質(zhì)量為10×103～12×103，其氨基酸序列在脊椎動物中高度保守，與鈣調(diào)蛋白及其他EF手型鈣離子結(jié)合蛋白具有高度同源性［1］。目前共發(fā)現(xiàn)有20種結(jié)構(gòu)與功能相似、存在于不同部位的可以調(diào)節(jié)細胞內(nèi)和細胞外Ca2+的 S100蛋白，包括S100A1～S100A13、S100B、S100C、S100P、鈣粒蛋白 C、鈣結(jié)合蛋白3和毛透明蛋白(trichohyalin)等［2］。其成員在氨基酸水平存在20%～80%程度不等的一致性序列［3-4］。

S100蛋白具有兩個EF手型結(jié)構(gòu)，末端序列較短。EF手型結(jié)構(gòu)由具高親和性和選擇性與鈣離子結(jié)合的螺旋-環(huán)-螺旋組成，兩側(cè)為疏水區(qū)，中間為鉸鏈區(qū)。兩個EF手中間的鉸鏈區(qū)和C端擴展區(qū)在不同成員中多變，產(chǎn)生成員獨特生物活性［5］。S100蛋白是由兩個同分異構(gòu)的2個亞單位(α，β)組成的同型二聚體或異型二聚體。細胞內(nèi)絕大多數(shù)S100蛋白分子以同型二聚體的形成存在，此外還能形成S100A/S100B、S100A8/S100A9 異 型 二 聚 體［6］，S100A8/S100A9三聚體以及S100A8/S100A9四聚體等，其聚合作用主要依賴于疏水作用力。S100蛋白的生物學功能多涉及蛋白質(zhì)的磷酸化、參與細胞骨架建立、調(diào)節(jié)鈣離子穩(wěn)態(tài)、調(diào)節(jié)酶活性、作為轉(zhuǎn)錄因子、調(diào)節(jié)細胞生長分化、參與炎性反應(yīng)等。

2 S100A12基因概述

S100A12基因定位于人染色體1q21，DNA全長1895 bp，其染色體定位介于 S100A8和 S100A9之間［7］。S100A12蛋白曾有多種命名，如鈣顆粒素C、MRP6、CoAg、CAGC、CGRP、CAAF1 以及 EN-RAGE。S100A12蛋白相對分子質(zhì)量為10.575×103，由92個氨基酸組成，與S100A8、S100A9蛋白分別有40%和46%的一致性氨基酸序列［8］。

與大多數(shù)S100家族蛋白一樣，S100A12蛋白以共價二聚體的形式存在。細胞內(nèi)的S100A12主要以同型二聚體存在，與鈣離子結(jié)合后活化，并與靶蛋白結(jié)合，調(diào)節(jié)細胞功能。細胞外循環(huán)S100A12大多以同型二聚體和六聚體存在，具有細胞因子樣特征。S100A12基因有3個外顯子，由兩個長度分別為900 bp和400 bp的內(nèi)含子分開。第1個外顯子為非編碼區(qū)，第2和第3外顯子為編碼區(qū)，TATA盒位于轉(zhuǎn)錄啟動子上游30個核苷酸處，S100A12蛋白的兩個EF手基序分別由第2和第3外顯子編碼。S100A12正常表達于中性粒細胞［9］，同時在淋巴細胞、單核細胞中有低表達。當與鈣離子結(jié)合后，S100A12構(gòu)象發(fā)生改變，暴露與靶蛋白的結(jié)合位點，結(jié)合后通過與相應(yīng)的靶蛋白作用發(fā)揮其生物學效應(yīng)［10］。

3 S100A12臨床的意義

S100A12在炎癥調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用，參與了機體的免疫防御反應(yīng)或炎性反應(yīng)，調(diào)節(jié)細胞生長分化、生長抑制、誘導細胞凋亡等，在炎癥性腸病(investment banking division，IBD)、關(guān)節(jié)炎、心血管疾病等許多疾病中發(fā)揮著重要作用［11］。

3.1 S100A12與炎癥性腸病的關(guān)系 德國明斯特大學的Foell等［12］測定45例IBD患者(其中30例克羅恩病患者、15例潰瘍性結(jié)腸炎患者以及30例正常對照者)血清 S100A12的水平，結(jié)果顯示 IBD患者S100A12的水平明顯高于正常對照組，提示S100A12可能對IBD的發(fā)病機制起重要的作用，S100A12可能作為IBD疾病活動有用的標志物。

S100A12是一種由粒細胞分泌的促炎性反應(yīng)蛋白，IBD患者血清及糞便中的S100A12水平增高。Kaiser等［13］研究發(fā)現(xiàn)，通過檢測糞便中粒細胞分泌的促炎癥蛋白S100A12可以幫助鑒別IBD和腸激惹綜合征(irritable bowel syndrome，IBS)。血清促炎癥蛋白S100A12在IBD患者中明顯上升，并且可能成為這種疾病的非侵入性標志物。為進一步研究，他們檢查了有IBD癥狀的171例患者的糞便標本和24例作為對照的健康者的糞便標本，并且檢測了171例患者的腸活組織標本中的促炎癥蛋白S100A12水平。結(jié)果顯示，活動性炎癥性腸病患者糞便中的促炎癥蛋白S100A12的水平(2.45 mg/kg)明顯高于IBS 患者(0.05 mg/kg)和健康人(0.06 mg/kg)。在IBD和IBS對照中，這種標志物具有86%的靈敏度和96%的特異度。而在IBD和健康人對照中，標志物的靈敏度和特異度可以達到86%和100%。他們同時發(fā)現(xiàn)糞便促炎癥蛋白S100A12在細菌性腸炎中也上升，但是在病毒性胃腸炎中無變化。以上證據(jù)表明，如果排除了細菌性腸炎，糞便促炎癥蛋白S100A12可以作為監(jiān)測IBD活動的理想的非侵入性標志物。這種中性粒細胞分泌的蛋白提供了一種新的監(jiān)測IBD的非侵入性生物學指標。

Manolakis等［14］最新研究，用酶聯(lián)免疫吸附法測定64例潰瘍性結(jié)腸炎患者、64例克羅恩病患者及73例IBS患者血清S100A12水平，結(jié)果分別為68.2、70.0、43.4 μg/L，S100A12 水平在 IBD 患者較 IBS高，且與IBD患者C反應(yīng)蛋白水平呈正相關(guān)，提示對鑒別IBD和IBS有一定的意義，血清S100A12可能作為IBD炎性標志物。

3.2 S100A12與關(guān)節(jié)炎的關(guān)系 德國Foell等［15］研究顯示，滑膜組織中性粒細胞的浸潤在類風濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)、銀屑病關(guān)節(jié)炎和血清陰性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病中起至關(guān)重要的作用。其中，血管功能改變和內(nèi)皮激活對于疾病的發(fā)生、發(fā)展非常重要。而S100A12(EN-RAGE)由激活的粒細胞分泌并與其受體結(jié)合，進一步誘導核因子κB依賴的內(nèi)皮激活。為此，研究人員選取42例患者進行研究，應(yīng)用免疫組織化學法檢測了滑膜S100A12的表達情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，S100A12在炎癥性滑液組織中強烈表達，但在對照組和已經(jīng)成功控制病情的患者中則幾乎檢測不到。因此推測，血清中的S100A12水平與疾病的活動程度相關(guān)，并指出S100A12在炎性組織的局部表達，說明其在滑膜炎中有重要作用，特別是銀屑病關(guān)節(jié)炎。而且，活動性關(guān)節(jié)炎患者與健康人群或已經(jīng)緩解的患者相比，血清S100A12水平明顯增高，說明其是一項有意義的血清學指標。Foell等［15］認為，對于RA和銀屑病關(guān)節(jié)炎患者，S100A12是一項對診斷具有重要意義的血清學指標。

Rouleau等［16］對鼠靜脈注射 S100A12導致了粒細胞由骨髓向外周血的遷移，提示S100A12通過誘導骨髓釋放，激活中性粒細胞黏附和向炎性區(qū)域的遷移刺激了中性粒細胞的募集。Yang等［17］也提出，S100A12在慢性炎性反應(yīng)中具有白細胞遷移作用。Liao等［18］對RA中具有侵蝕、致殘傾向的蛋白標志物研究篩選出33個可能的預(yù)選標志物，其中在侵蝕性RA患者滑膜液中顯著升高的蛋白是C反應(yīng)蛋白和S100A12的6個S100蛋白家族，同時侵蝕性RA患者血清C反應(yīng)蛋白、S100A12等的水平較非侵蝕性RA和正常個體也是明顯升高的。

3.3 S100A12與心血管疾病的關(guān)系 日本的一項研究顯示，血漿S100A12蛋白水平與血液透析患者的心血管疾病患病率相關(guān)［19］。S100A12是一種晚期糖基化終產(chǎn)物的內(nèi)源性受體配體。心血管疾病仍然是慢性腎臟病患者發(fā)病率和病死率的重要原因。這項橫斷面研究納入550例血透患者，并評估血漿S100A12水平和心血管疾病的關(guān)系，結(jié)果顯示，伴心血管疾病的血透患者血漿S100A12水平［n=197，(33.8±28.1)μg/L］高于無心血管疾病的血透患者［n=353，(20.2 ±16.1)μg/L］;多因素 Logistic回歸分析顯示，血漿 S100A12水平(OR=1.28，P＜0.001)被確定為與心血管疾病患病率相關(guān)的獨立因素。與心血管疾病患病率相關(guān)的其他因素，包括糖尿病(OR=2.81，P＜0.01)和超敏 C反應(yīng)蛋白水平(OR=1.02，P=0.046);血漿 S100A12 水平(OR=1.30，P=0.004)與非糖尿病血透患者的心血管疾病顯著相關(guān)(n=348)［19］。

Mori等［20］檢測透析患者的血清S100A12水平，并用超聲檢測頸動脈內(nèi)中膜厚度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)頸動脈內(nèi)中膜厚度的最大值與血漿S100A12水平呈正相關(guān)。逐步回歸分析還認為血漿S100A12是反映頸動脈內(nèi)中膜厚度最大值的一個重要的獨立因素，認為S100A12蛋白參與了血液透析患者動脈粥樣硬化發(fā)展進程。

4 結(jié)語

S100A12蛋白是一種具有促進炎性反應(yīng)的鈣結(jié)合蛋白，能夠調(diào)節(jié)多種基因的轉(zhuǎn)錄表達，激活炎性細胞，具有化學趨化和抗微生物作用。S100A12在炎性反應(yīng)調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用，在諸多疾病中的價值已得到證實。相信隨著對S100A12蛋白研究的不斷深入，勢必對炎癥性腸病、類風濕性關(guān)節(jié)炎以及心血管病等疾病的研究和防治起到越來越重要的作用，為這些疾病和相關(guān)臨床研究提供一條新的思路。

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