劉 蕓，關永源

(中山大學中山醫(yī)學院藥理學教研室，廣東廣州 510080)

Endophilin最初是在篩選小鼠胚胎細胞cDNA文庫中，發(fā)現(xiàn)一個富集吡咯氨酸的SH3 domain而被人們發(fā)現(xiàn)的［1］。而Endophilin B是在稍后的幾年，在雙氫嘧啶雙雜交實驗中篩選出來的［2－3］。Endophilin 參與了突觸囊泡內(nèi)吞的多個過程，從早期改變膜的曲率，直至晚期囊泡的裂變和脫殼。除了內(nèi)吞功能，Endophilin在信號傳導、線粒體代謝、維持細胞穩(wěn)態(tài)等方面也發(fā)揮著重要作用。在本綜述中，將主要介紹近幾年來Endophilin在各領域的研究進展，并初步探討Endophilin在腦血管重構(gòu)中的作用及機制。

1 分布和結(jié)構(gòu)

1.1 表達亞型及分布 Endophilin由兩個家族構(gòu)成，分別是Endophilin A和Endophilin B。Endophilin A又分為3個亞型，分別是 Endophilin A1，A2，A3，也可寫作 SH3p4，SH3p8，SH3p13。Endophilin B也可分為兩個亞型，分別是Endophilin B1，Endophilin B2，也可寫作 SH3GLB1 或 Bif-1，SH3GLB2。Endophilin A1主要分布在腦部，Endophilin A2廣泛分布在各種組織，Endophilin A3則主要分布在腦部和睪丸組織。而Endophilin B1和B2在大多數(shù)組織中都有分布［4］。但 Endophilin的亞細胞定位并不是一成不變的，在不同的細胞及細胞周期中，它的定位也會有所變化。例如在分裂間期，在造血干細胞、成纖維細胞及內(nèi)皮細胞中，Endophilin A2主要分布在細胞核;而在神經(jīng)元及破骨細胞中，Endophilin A2則主要分布在胞質(zhì)［5］。

1.2 結(jié)構(gòu) Endophilin由3個結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，分別是N端的BAR(Bin/Amphiphysin/Rvs)domain，C 端的 SH3 domain，以及中間的可變鉸鏈區(qū)PRD(proline-rich domains)。Endophilin通過C端的SH3 domain與amphiphysin、synaptojanin、dynamin等內(nèi)吞蛋白的多聚脯氨酸結(jié)構(gòu)域結(jié)合，從而在突觸囊泡內(nèi)吞方面發(fā)揮重大作用［6］。而Endophilin N端的BAR domain在Endophilin二聚化及與膜的結(jié)合，進而改變膜的曲率方面發(fā)揮重大作用［7－8］。

2 功能

2.1 內(nèi)吞功能 內(nèi)吞過程在調(diào)節(jié)膜蛋白亞細胞定位、信號轉(zhuǎn)導、細胞遷移、神經(jīng)傳導等多方面發(fā)揮重要作用。Endophilin參與了網(wǎng)格蛋白介導的內(nèi)吞，從早期的內(nèi)陷到晚期的脫殼。生長因子受體調(diào)控了一系列生物過程，包括細胞增殖、分化、遷移等。網(wǎng)格蛋白介導的囊泡內(nèi)吞是細胞膜組分選擇性細胞內(nèi)攝的主要途徑，囊泡的內(nèi)吞是一個協(xié)調(diào)有序的過程。有研究表明，上皮生長因子可以通過許多途徑調(diào)節(jié)細胞表面內(nèi)化，包括網(wǎng)格蛋白介導的內(nèi)吞途徑。配體介導的上皮生長因子受體一旦激活，cb1就與激活的受體結(jié)合，進而引起CIN85(cb1-interacting protein of 85 ku)/Endophilin A1復合體轉(zhuǎn)位，促進受體內(nèi)吞。而如果Rho激酶磷酸化Endophilin A1的Thr-14，則會抑制Endophilin A1與CIN85的結(jié)合，進而抑制上皮生長因子受體的內(nèi)吞［9］。

Focal adhesion kinase(FAK)是一個胞質(zhì)的絡氨酸激酶，在整合素介導的信號通路中發(fā)揮重要作用。已經(jīng)在很多腫瘤中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)AK的磷酸化水平是增加的。而FAK可以與Endophilin A2的SH3 domain結(jié)合，使得Src磷酸化Endophilin A2的Tyr315位點。Tyr315位點磷酸化會抑制Endophilin A2與dynamin的結(jié)合，從而抑制MT1-MMP的內(nèi)吞，促進ECM(extracellular matrix)的降解［10］。另外，Endophilin II(即 Endophilin A2)也可通過SH3 domain與BPGAP1富集吡咯氨酸的區(qū)域182-PPPRPPLP-189結(jié)合，引發(fā)EGF介導的受體內(nèi)吞及ERK1/2磷酸化。而如果把Endophilin II的SH3 domain去掉，則會抑制上述反應發(fā)生［11］。

Endophilin A1與Endophilin A2是正性調(diào)節(jié)受體的內(nèi)吞，而Endophilin A3則負性調(diào)節(jié)網(wǎng)格蛋白介導的內(nèi)吞。在cos-7細胞中，Endophilin A3與多巴胺D2受體在嗅覺神經(jīng)末梢共定位。它可以抑制多巴胺D2受體介導的內(nèi)吞，促進細胞分化。Endophilin A3還可以抑制轉(zhuǎn)鐵蛋白的內(nèi)吞，這種抑制作用與Endophilin A3中間的可變區(qū)密切相關［12］。

除此之外，在神經(jīng)元，Endophilin II與VGCCs(voltage-gated Ca2+channels)在囊泡胞吞，胞吐方面也發(fā)揮重要作用。VGCCs與Endophilin II形成一個大分子的復合體，而這種復合體的形成是鈣依賴性的。當Ca2+濃度在100～300 nmol時，Endophilin II是開放模式，它的PRD不與SH3 domain結(jié)合，此時Endophilin II可以與Ca2+通道或dynamin結(jié)合，使得神經(jīng)末梢的胞吞機制發(fā)揮作用。當Ca2+濃度超過1 μmol時，Endophilin II呈現(xiàn)關閉模式。Ca2+與PRD的E264結(jié)合，促使PRD與SH3 domain結(jié)合，這樣阻止了Ca2+通道或dynamin與Endophilin II的結(jié)合，因此復合體解聚。解聚的Endophilin II、dynamin在突觸囊泡胞吐以后又可以發(fā)揮胞吞作用。因此，VGCCs通過調(diào)節(jié)Endophilin II的模式，影響 Endophilin II與dynamin的結(jié)合，從而影響了胞吞和胞吐，協(xié)調(diào)了突觸囊泡的回收過程［13］。進一步研究發(fā)現(xiàn)，Endophilin I(即 Endophilin A1)及 Endophilin II與 N-type Ca2+channel C-terminal fragments(NCFs)的結(jié)合都是Ca2+依賴性的，而Endophilin III(即Endophilin A3)不是。Endophilin I和Endophilin II主要分布在突觸前神經(jīng)末梢，而Endophilin III在突觸前神經(jīng)末梢和突觸后脊有同等的分布，且Endophilin III與dynamin有更強的結(jié)合力。因此，較突觸前神經(jīng)末梢，Endophilin III在突觸后膜發(fā)揮更重要的作用［14］。

2.2 調(diào)節(jié)信號通路 Endophilin A1的SH3 domain可以與rGLK(rat germinal center kinase-like kinase)的 PPRPPPPR序列結(jié)合。過表達全長的Endophilin I，可以激活rGLK介導的JNK通路。而過表達Endophilin I的N端或C端，則會抑制JNK的激活。有研究表明，將hGLK的調(diào)節(jié)區(qū)域去掉以后，它仍具有完整的催化活性，而喪失了激活JNK的能力。因此，在JNK激活的過程中，Endophilin A1可能是處于rGLK上游的調(diào)節(jié)蛋白或是rGLK下游的效應子［15］。

除此之外，Endophilin AI的SH3 domain可以與β1腎上腺素受體結(jié)合。當Endophilin I過表達時，可以減少β1腎上腺素受體與G蛋白的偶聯(lián)，增加異丙腎上腺素介導的內(nèi)吞，從而調(diào)節(jié)G蛋白偶聯(lián)受體通路。G蛋白偶聯(lián)受體腎上腺素受體在心血管活動中發(fā)揮重要作用。Endophilin A1對G蛋白偶聯(lián)受體通路的調(diào)節(jié)證實了其在心血管系統(tǒng)中的作用。并且，Endophilin還可以與金屬蛋白酶解離素結(jié)合，調(diào)節(jié)其在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運和成熟［16］。

2.3 調(diào)節(jié)凋亡 細胞增殖與凋亡的相互平衡是維持平滑肌細胞穩(wěn)態(tài)及血管形態(tài)的一個重要因素［17］。在正常細胞，Endophilin B1不與Bax結(jié)合，而當細胞凋亡時，Endophilin B1與Bax結(jié)合，促進線粒體細胞色素C的釋放。這是因為Bax能夠引起Endophilin B1的寡聚化，從而改變細胞膜單層囊泡的形態(tài)，引起大量脂質(zhì)體囊泡的形成，改變膜的曲率。如果Endophilin B1的C端缺失，Bax就不能引起Endophilin B1的寡聚化。所以Endophilin B1的C端對于Endophilin B1與Bax的相互作用以及Endophilin B1的寡聚化起著至關重要的作用［18］。

2.4 調(diào)節(jié)自噬 自噬是面臨環(huán)境改變，胞質(zhì)物質(zhì)發(fā)生降解的一個過程。這個過程對于維持細胞穩(wěn)態(tài)十分重要。已有研究表明，Beclin 1參與了自噬體膜的成核過程。而Endophilin B1可以通過UVRAG(ultraviolet irradiation resistantassociated gene)與Beclin1形成復合體，激活PI3KC3，誘導自噬。當處于饑餓狀態(tài)時，Endophilin B1聚集成點，與LC3，Atg5共定位。而LC3是自噬形成的標志，Atg5也是出現(xiàn)在自噬體的形成過程中。進一步還發(fā)現(xiàn)，Endophilin B1與Atg-9共定位，而含有Atg-9的囊泡是自噬體膜形成的來源，激活的PI3KC3可以促進mAtg-9的轉(zhuǎn)位。因此，Endophilin B1調(diào)節(jié)自噬體的形成及自噬過程［19］。

3 Endophilin與疾病

阿爾采末病又名老年癡呆癥，是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。研究發(fā)現(xiàn)，在阿爾采末病中，β淀粉樣蛋白(Aβ)及與β蛋白相連的乙醇脫氫酶(ABAD)表達增加。而且，二者是阿爾采末病發(fā)生的標志。Aβ與ABAD結(jié)合后，會導致線粒體功能失調(diào)及神經(jīng)元的死亡。進一步研究發(fā)現(xiàn)，Endophilin I在阿爾采末病中表達增加，從而激活c-JNK通路，導致神經(jīng)元死亡。而Endophilin I的表達水平又會直接反應Aβ與ABAD的相互作用水平。因此，Endophilin I是發(fā)現(xiàn)診斷阿爾采末病的一個新的分子［20］。

研究還發(fā)現(xiàn)，Endophilin A2是白血病的融合基因。在細胞周期中，Endophilin A2呈現(xiàn)動態(tài)的亞定位。在前中期，它主要分布在染色體周圍;在中期和后期，它分布在紡錘體的兩極;而到了末期，它重新分布于中間體。這種動態(tài)的分布也帶來了相應蛋白水平的變化，Endophilin A2在G2/M期表達水平最高。而且這種動態(tài)的亞定位也體現(xiàn)了Endophilin A2在細胞周期中不同的功能［5］。

此外，Endophilin還可參與調(diào)節(jié)帕金森病，結(jié)腸癌等疾?。?1－23］。盡管如此，Endophilin在機體組織器官中的功能及與疾病的聯(lián)系仍有待進一步的探討和研究。

［1］Chen H，Antonarakis S E.The SH3D1A gene maps to human chromosome 21q22.1--＞ q22.2［J］.Cytogenet Cell Genet，1997，78(3-4):213－5.

［2］Cuddeback S M，Yamaguchi H，Komatsu K，et al.Molecular cloning and characterization of Bif-1.A novel Src homology 3 domain-containing protein that associates with Bax［J］.J Biol Chem，2001，276(23):20559－65.

［3］Pierrat B，Simonen M，Cueto M，et al.SH3GLB，a new endophilin-related protein family featuring an SH3 domain［J］.Genomics，2001，71(2):222－34.

［4］Kjaerulff O，Brodin L，Jung A.The structure and function of endophilin proteins［J］.Cell Biochem Biophys，2011，60(3):137－54.

［5］Cheung N，So C W，Yam J W，et al.Subcellular localization of EEN/endophilin A2，a fusion partner gene in leukaemia［J］.Biochem J，2004，383(Pt 1):27－35.

［6］Micheva K D，Ramjaun A R，Kay B K，et al.SH3 domain-dependent interactions of endophilin with amphiphysin［J］.Febs Lett，1997，414(2):308－12.

［7］Cui H，Ayton G S，Voth G A.Membrane binding by the endophilin N-BAR domain［J］.Biophys J，2009，97(10):2746－53.

［8］Suresh S，Edwardson J M.The endophilin N-BAR domain perturbs the structure of lipid bilayers［J］.Biochemistry，2010，49(27):5766－71.

［9］Kaneko T，Maeda A，Takefuji M，et al.Rho mediates endocytosis of epidermal growth factor receptor through phosphorylation of endophilin A1 by Rho-kinase［J］.Genes Cells，2005，10(10):973－87.

［10］Wu X，Gan B，Yoo Y，et al.FAK-mediated src phosphorylation of endophilin A2 inhibits endocytosis of MT1-MMP and promotes ECM degradation［J］.Dev Cell，2005，9(2):185－96.

［11］Lua B L，Low B C.Activation of EGF receptor endocytosis and ERK1/2 signaling by BPGAP1 requires direct interaction with EEN/endophilin II and a functional RhoGAP domain［J］.J Cell Sci，2005，118(Pt 12):2707－21.

［12］Sugiura H，Iwata K，Matsuoka M，et al.Inhibitory role of endophilin 3 in receptor-mediated endocytosis［J］.J Biol Chem，2004，279(22):23343－8.

［13］Chen Y，Deng L，Maeno-Hikichi Y，et al.Formation of an endophilin-Ca2+channel complex is critical for clathrin-mediated synaptic vesicle endocytosis［J］.Cell，2003，115(1):37－48.

［14］Tian Q，Zhang J F，F(xiàn)an J，et al.Endophilin isoforms have distinct characteristics in interactions with N-type Ca2+channels and dynamin I［J］.Neurosci Bull，2012，28(5):483－ 92.

［15］Ramjaun A R，Angers A，Legendre-Guillemin V，et al.Endophilin regulates JNK activation through its interaction with the germinal center kinase-like kinase［J］.J Biol Chem，2001，276(31):28913－9.

［16］Reutens A T，Begley C G.Endophilin-1:a multifunctional protein［J］.Int J Biochem Cell Biol，2002，34(10):1173－7.

［17］史小蓮，關永源.高血壓發(fā)展過程中腦血管平滑肌細胞離子通道的變化［J］.中國藥理學通報，2005，21(2):129－32.

［17］Shi X L，Guan Y Y.Alterations of ion channels in cerebrovascular smooth muscle cells during hypert ension［J］.Chin Pharmacol Bull，2005，21(2):129－32.

［18］Rostovtseva T K，Boukari H，Antignani A，et al.Bax activates endophilin B1 oligomerization and lipid membrane vesiculation［J］.J Biol Chem，2009，284(49):34390－9.

［19］Takahashi Y，Meyerkord C L，Wang H G.Bif-1/endophilin B1:a candidate for crescent driving force in autophagy［J］.Cell Death Differ，2009，16(7):947－55.

［20］Ren Y，Xu H W，Davey F，et al.Endophilin I expression is increased in the brains of Alzheimer disease patients［J］.J Biol Chem，2008，283(9):5685－91.

［21］Wong A S，Lee R H，Cheung A Y，et al.Cdk5-mediated phosphorylation of endophilin B1 is required for induced autophagy in models of Parkinson＇s disease［J］.Nat Cell Biol，2011，13(5):568－79.

［22］Coppola D，Khalil F，Eschrich S，et al.Down regulation of Baxinteracting Factor-1(Bif-1)in colon［J］.Cancer，2008，113(10):2665－70.

［23］Trempe J F，Chen C X，Grenier K，et al.SH3 domains from a subset of BAR proteins define a Ubl-binding domain and implicate parkin in synaptic ubiquitination［J］.Mol Cell，2009，36(6):1034－7.