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四次跨膜蛋白超家族

Tetraspanin(四次跨膜蛋白超家族)是一类广泛存在于真核生物细胞膜上的跨膜蛋白(Transmembrane Protein),其特征是含有四个保守的跨膜结构域(Transmembrane Domains, TMDs),形成特殊的“四次跨膜”拓扑结构。该家族蛋白在多种细胞生理与病理过程中扮演关键角色,尤其在细胞黏附、迁移、信号传导和膜微结构域(Membrane Microdomains,如 tetraspanin-enriched microdomains, TEMs)的组织中发挥核心作用。


1. 结构与特征

  • 分子结构:典型的 tetraspanin 分子量约为 20–35 kDa,具有两个细胞外环(EC1 与 EC2),其中 EC2 结构域较大且高度可变,含有保守的 CCG 半胱氨酸 motif 及二硫键,参与蛋白质相互作用。

  • 保守序列:跨膜区段包含高度保守的极性残基,可能与四聚体形成或膜结构扰动有关。

  • 寡聚化与网络形成:Tetraspanin 可彼此形成同源或异源寡聚体,并与其他膜蛋白(如整合素(Integrins)、免疫球蛋白超家族(IgSF)成员)及细胞内信号分子结合,形成功能性“tetraspanin 网络”,调控膜蛋白的运输、稳定性与功能。


2. 功能与机制

  • 膜微结构域组织者:Tetraspanin 通过募集特定蛋白至 TEMs,影响膜蛋白的分布与活性,类似但不同于脂筏(Lipid Rafts)。

  • 细胞黏附与迁移:如 CD151 与整合素 α3β1、α6β4 结合,强化细胞-基质黏附,影响肿瘤转移。

  • 信号传导调控:通过组织受体与激酶(如 PKCPI4K)的接近,调节下游信号通路。

  • 病毒利用:多种病毒(如 HCVHIV)利用 tetraspanin(如 CD81CD63)作为辅助受体或通过外泌体(Exosomes)进行传播。


3. 代表性成员与疾病关联

蛋白名称别名/常用名主要功能与疾病关联
CD81TAPA-1B 细胞共受体,HCV 进入宿主细胞的关键受体;与淋巴瘤、黑色素瘤相关
CD9MRP-1调控卵细胞融合、细胞迁移;在乳腺癌中表达异常
CD63LAMP-3富含于溶酶体及外泌体膜,参与黑色素生成与肿瘤转移
CD151PETA-3强化整合素介导的黏附,促进肿瘤侵袭与转移
TSPAN8CO-029与结肠癌、胰腺癌进展相关,促进血管生成

4. 研究意义与前景

  • 癌症治疗靶点:针对特定 tetraspanin(如 CD151、TSPAN8)的抗体或小分子抑制剂正在临床前研究中。

  • 外泌体标记物:CD9、CD63、CD81 是外泌体分离与鉴定的经典标志物。

  • 感染与免疫调控:靶向 CD81 的抗 HCV 策略,以及 tetraspanin 在 T 细胞活化中的作用研究。


参考文献

  1. Hemler, M. E. (2005). Tetraspanin functions and associated microdomains. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 6(10), 801–811.

  2. Yáñez-Mó, M., et al. (2009). Tetraspanin-enriched microdomains: a functional unit in cell plasma membranes. Trends in Cell Biology, 19(9), 434–446.

  3. Charrin, S., et al. (2014). Tetraspanins at a glance. Journal of Cell Science, 127(Pt 17), 3641–3648.

  4. Zöller, M. (2009). Tetraspanins: push and pull in suppressing and promoting metastasis. Nature Reviews Cancer, 9(1), 40–55.

  5. Andreu, Z., & Yáñez-Mó, M. (2014). Tetraspanins in extracellular vesicle formation and function. Frontiers in Immunology, 5, 442.

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