生物谷报道：美国宾州大学和Temple大学最近发表在《细胞坏死和分化》杂志上，名为“Rb蛋白家族与PAI-2在胞质及核中的相互作用――人眼角膜与结膜上皮细胞中的交联信号通路”的研究发现： II型纤溶酶原激活物抑制剂(PAI-2)―在各种细胞类型中表达，包括皮肤―存在于眼部组织，并与临床眼部感染或干眼病的发生有关。该研究获美国国立卫生研究院（NIH）和Sbarro卫生研究机构资助，与意大利Siena大学一同合作完成。日前，视觉与眼科学研究协会(ARVO)年会报道了这一研究成果，结果吸引了上万名与会人员的关注。
??不论外膜型还是分泌型，PAI-2都是一个多功能蛋白。在细胞分化与凋亡、增值调控、细菌蛋白酶抑制以及避免间质降解等方面发挥着重要作用。PAI-2高水平表达与乳腺癌、小细胞肺癌、卵巢癌、病灶转移抑制以及眼部黏膜炎症的发生均有关系。
??研究首次揭示了眼角膜和结膜上皮细胞核中PAI-2同抑癌基因Rb2/p130之间的相互作用。据称，Rb2/p130与染色质模型酶相互作用可能会影响PAI-2的表达。角膜和结膜上皮细胞PAI-2表达水平不同，有助于理解用于人眼角膜和结膜上皮细胞PAI-2不同表达水平研究的分子机制。
??原文出处：
Cytoplasmic and nuclear interaction between Rb family proteins and PAI-2: a physiological crosstalk in human corneal and conjunctival epithelial cells
M Macaluso, M Montanari, C M Marshall, A J Gambone, G M Tosi, A Giordano and M Massaro-Giordano
Cell Death Differ advance online publication, January 6, 2006; doi:10.1038/sj.cdd.4401835
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PAI-2研究进展
尿激酶型纤溶酶原激活剂(urokinase-type plasminogen activator, u-PA)在一系列病理生理过程中具有重要作用，它可以启动引发细胞的组织屏障渗透和迁移等一系列酶联反应，在肿瘤细胞的侵润和扩散过程中发挥重要功能。2-型纤溶酶原激活抑制剂(plasminogen activator inhibitor type 2, PAI-2)是其专一性高效抑制剂[1]，最早从胎盘细胞中分离[2]。生理状态下PAI-2浓度很底，低于5μg/L[3]/,但在怀孕过程中其水平会大幅提高(可达100μg/L)[4,5]。继胎盘细胞之后，在许多类型细胞中都发现了PAI-2的存在[6]，而且大肠杆菌[5]，酵母[4]等表达系统中亦得以重组表达。PAI-2存在两种形式：非糖基化的45 kD胞内型(占大部分)和糖基化的60 kD分泌型(占总PAI-2的10%以下)[7]。目前认为胞内型占主要部分是由N端信号序列的缺乏和分子内分泌信号序列的低效而致；同时还存在一些血清因子的调控作用[8]，因而不仅PAI-2的遗传特性，而且细胞类型和培养条件等因素都会影响PAI-2的存在。
1 稳定性
游离PAI-2关衰期很短[9]。在PH<3的情况下PAI-2会完全丧失其抑制活性[10]。PAI-2对一些变性剂和许多氧化剂(如OCL-, H2O2等)很稳定[11],这可能是因为在PAI-2活性中心附近缺少易氧化氨基酸(如MEt和Cys)，使其三级结构不为氧化剂所修饰而致。在得组表达PAI-2的过程中PMSF的加入会提高PAI-2的稳定性[4]；但即使有蛋白酶抑制剂和稳定因子的存在，PAI-2也会发生部分降解[5]。
PAI-2与u-PA可形成对SDS稳定的复合物，但该复合物可在中等碱性条件下或羟胺存在时发生解离[12]。另外，胎盘细胞提取物中胞内型PAI-2可以与纤连蛋白结合，形成仍具有PAI-2有效抑制活性和复合物[13]。
PAI-2全长mRNA半衰期只有1 h[11],但如果将3´-UTR区的一个富AU序列剔除，PAI-2 mRNA稳定性明显提高。
2 细胞内分子与PAI-2的相互作用
因u-PA分子在纤溶系统及肿瘤研究中的重要作用，PAI-2作为u-PA的专一性高效抑制剂的地位也倍受重视，在PAI-2与细胞分子的相互作用方面已有较多研究报道。
2.1 u-PA 活性u-PA分子有两条肽链：A链和B链，由一个二硫键连接而成，A链可结合到u-PA的受体上，B链是催化中心，可以与PAI-2结合形成对SDS稳定的u-PA/PAI-2复合物[14]。与u-PA受体结合后该复合物可以降解成22 kD(A链)和70 kD(B链和PAI-2)两部分。37°C时，70 kD部分释放进入介质中，而22 kD部分留在细胞表面；4°C时，两部分均结合在细胞的表面。与PAI-1不同 ,u-PA/PAI-2复合物并不内化经由α-巨球蛋白受体降解。
PAI-2以等摩尔比抑制u-PA分子[2,5,12]，但以2:1的摩尔比快速抑制游离态(fluid-phase)u-PA,却只能在高摩尔比(20:1)时有效抑制细胞结合的u-PA分子。两种类型的PAI-2分子都可以有效抑制双链u-PA分子，对单链u-PA无抑制活性[13,15]。即使分生自发聚合(self-polymerization)后，PAI-2分子仍保持对u-PA的抑制活性[16]；一旦PAI-2部分降解或完全降解，虽然PAI-2也能与u-PA结合形成对SDS稳定的复合物，但其抑制活性已完全丧失[5]。此外，PAI-2可以高效抑制与受体结合的u-PA分子，但其反应常数(3.3×105 M-1 S-1)却比抑制游离态u-PA(5.3×105 M-1S-1)时低。
2.2 纤连蛋白 胎盘提取物中胞内型PAI-2可以结合纤连蛋白并保持其抑制活性,有人认为纤连蛋白会稳定PAI-2的结构而保持活性。然而，重组表达的两种形式的PAI-2均不能与纤连蛋白结合，这可能是因为与纤连蛋白的结合需要其他条件或需要全细胞提取物中某种辅因子的存在[13]。
2.3 组织型纤溶酶原激活剂 (tissue-type plasminogen activator, t-PA) 两种形式的PAI-2均可以与双链t-PA分子作用并抑制其活性[6,12]，但对于单链分子来说，抑制活性则很低(次级反应常数低于u-PA两个数量级)[13]。t-PA与纤连蛋白结合后PAI-2就失去了抑制活性[17]，但若t-PA受多聚赖氨酸激活，PAI-2仍可成为t-PA的潜在抑制剂；若将多聚赖氨酸加到结合了纤维蛋白的t-PA中，PAI-2将再次抑制t-PA。
2.4 谷氨酰胺转移酶(transglutaminases)和纤维蛋白 PAI-2是丝氨酸蛋白酶抑制剂家族中作为谷氨酰胺转移酶底物的第二个成员[6]。合胞体滋养层、单核/巨噬细胞和活化的内皮细胞均可合成PAI-2和谷氨酰胺转移酶，而且当细胞膜破裂时会与钙离子一起释放。PAI-2在组织谷氨酰胺转移酶和凝血因子XIIIa催化下与纤维蛋白交联，成为u-PA介导的纤溶作用的有效抑制剂[18]。因此在钙离子和谷氨酰胺转移酶存在的条件下，推测PAI-2可能与细胞程序性死亡和衰老有关[6]。
2.5 其它分子 PAI-2可以抑制顶体蛋白[2]，也可与一种目前尚未知的蛋白酶作用而防止肿瘤坏死因子TNFα介导的细胞程序性死亡[19]。但PAI-2对纤溶酶无作用，亦不能抑制腺体和血浆激肽释放酶或凝血酶[2]。
2.6 自我聚合 重组PAI-2可在变性剂存在时大量自我聚合[13]；高效表达的细胞中亦可自发聚合从而降低其分泌效率；另外，这种聚合也可在正常生理下发生[20]。研究认为PAI-2的聚合可能遵循环-片层(loop-sheet)机制[13,20]，而对这一过程的了解将有助于PAI-2与靶酶的相互作用机制和PAI-2生理功能等的阐明。
3 功能
PAI-2在许多生理病理过程中具有重要作用[2]，如：PAI-2在怀孕过程中可以调控滋养层细胞的侵润，从而在子宫组织的发育与重塑过程中起重要作用；它可以抑制u-PA的活性从而阻遏肿瘤细胞的侵染和扩散，在许多类型的肿瘤发生过程中作为标志分子；在皮肤和组织受伤后的治疗和恢复过程中，PAI-2可能参与了组织修复过程；在细胞程序死亡过程中，降解的PAI-2可能是一种标志；在炎症发生、消除以及多种疾病发生过程中都有PAI-2分子的参与等等。
目前就PAI-2在癌症中的作用有两种截然不同的观点[21]。一种认为，PAI-2抑制u-PA并干扰癌细胞的侵润和扩散，从而是人体对癌细胞侵润和扩散的一种正常防御反应，因此在癌症发生过程中可能作为一种有效标志分子。另一种观点认为PAI-2促进了癌细胞的侵润和扩散：在手术治疗早期分化拓胃癌时，PAI-2的表达可能是术后癌证复发的一种标志。
PAI-2具有保护细胞的功能。怀孕期间牙龈发炎时，PAI-2 是组织蛋白水解的抑制剂[10]。当甲病毒感染时，PAI-2还可以诱发IFN-α/β的组成性低水平表达，并诱导ISGF因子3(IFN-stimulated gene factor 3)活性，使细胞能快速启动抗病毒基因。因此PAI-2在信号转导途径中作为胞内调节分子的功能是显而易见的[22]。
另外，在卵泡植入位点已经发现了PAI-2的存在，这说明PAI-2在生殖过程中也有重要的功能[23]。
目前，已经有人用重组PAI-2来治疗溃疡，I期临床效果很好，II期临床也在进行中。这可能是一种比较有效的溃疡治疗方法(参见http://www.bioaust.com.au/1487RH.htm)。此外，皮肤受伤后，PAI-2是治疗过程中纤溶酶原激活剂的重要调节因子[24]。
实验表明PAI-2在小鼠的毛发和皮肤发育过程中是必不可少的，但PAI-2的纯合缺陷型小鼠并没有表现了出不正常的生长、发育和生殖，而且对照鼠与之在受细菌感染时情况并没有区别[25]，因此PAI-2在体内的功能还有待于进一步研究。
4、基因调控
PAI-2基因位于人第18号染色体长臂（18q21.3)上，与抗细胞程序性死亡基因bcl-2基因相连[2，7]。PAI-2基因可受多种因子调控，如启动子区域的一些调控元件（两个AP-1位点，cAMP反应元件等），白介素家族（IL-1，IL-2）和许多细胞因子等[2]。近年在启动子区发现了两个DNA元件（位点A和B）具阻遏作用，是某些核蛋白的结合点。TNF对结合到位点B上的蛋白有选择性抑制，说明TNF介导的PAI-2基因调控有脱阻遏过程。此外还发现-2 193～－91bp之间的序列对基因调控也是至关重要的。同时还发现了三个转录调节区：两个正调控区和一个负调控区（沉默子），这说明PAI-2基因调控综合了正负调控的结果[26]。另外在5’-端侧翼区（5’-flanking region)有一些DNase I敏感位点，与单核细胞正常的和TNF-α诱导的基因转录有关[27]。
许多拮抗剂如TNF、佛波酯（phorbol 12-myristic 13-acetate,PMA)、糖皮质激素和冈田酸（okadaic acid)等[2]都可明显影响PAI-2基因表达。实际上，PAI-2是成纤维细胞中最易受TNF-α诱导表达的蛋白质[7]；其他因子如凝血酶、TCDD、脂多糖等均可调节PAI-2基因表达[16，28]。
PAI-2基因还是一个病毒感应基因，在巨噬细胞中可受病毒RNA的诱导，还可受某些细菌或细菌外毒素的影响[10]。
生理条件的改变也会明显影响PAI-2基因表达。单核细胞系PAI-2合成水平在促进细胞分化的条件下会增强[26]；表皮角质细胞与钙离子的长时间共培养会合成大量PAI-2[29]。怀孕期间PAI-2水平会明显上升，而且此期间PAI-2的水平与孕酮的水平密切相关[30]。
总之，许多因素可以影响或调节PAI-2基因的表达。但是，这么多的因子如何联系在一起，在整个反应体系中是否存在次级信号分子等都有待更进一步的研究。
5.存在的问题
综上所述，最近PAI-2的研究已取得了进展，但仍有一些问题尚待解决。
5.1.临床应用 如前所述PAI-2是u-PA的专一性抑制剂，可能具有抗癌作用。但是它在抑制u-PA的同时也抑制t-PA分子，这与传统的观点相矛盾[31]，因而PAI-2本身并不能作为抗侵染药应用，进一步的工作将集中在提高它的u-PA专一性，减少或消除其副作用方面。
5.2.作用机制 PAI-2属于丝氨酸蛋白酶抑制剂超家族。两种形式的PAI-2分子都可高效抑制u-PA分子并形成复合物。圆二色分析表明PAI-2与卵清蛋白有着相似的圆二色性；PAI-2与合成的u-PA活性中心环（reactive site loop,RSL)可形成复合体并且导致PAI-2抑制活性消失，成为u-PA的底物[32]，这说明RSL的插入对于PAI-2的抑制活性是至关重要的。这与以前的有关丝氨酸蛋白酶抑制活性是至关重要的。这与以前的有关丝氨酸蛋白酶抑制剂的活性需要RSL的存在相一致，因而PAI-2与其靶酶的作用可能遵循丝氨蛋白酶抑制剂超家族的反应机制（“底物”途径和“自杀”途径）[33]，从而与Kruithof等人的观点[2]相一致。此外，PAI-2突变体的2.0A晶体结构也支持这一点[34]。但阐明其详细机制还需大量工作。
另外，PAI-2在监床预期和病理过程中的作用[2]还不甚明了，PAI-2大量胞内化存在的功能还不清楚（尽管有人认为这可能与细胞的程序性死亡有关），这些都需要进一步研究。
5.3.受体 如我们所知，细胞表面有大量u-PA受体存在，那么细胞表面是否也存在PAI-2的受体来运输或集中其抑制功能呢？
此外，PAI-2在体内会自发聚合，那么这种聚合的目的何在？这对PAI-2的功能有什么影响？难道这仅仅是由其结构决定的么？
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