《力調節的白細胞上整合素LFA-1與ICAM-1的相互作用》是依託華南理工大學，由方穎擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：力調節的白細胞上整合素LFA-1與ICAM-1的相互作用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：方穎
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在循環白細胞奔赴血管壁炎症部位的過程中，細胞因子誘導的白細胞膜上整合素LFA-1的激活是白細胞免疫應答回響的一個關鍵事件。這些部分活化了的處於中間親和態的LFA-1，只有和表達在內皮細胞上的配體結合，才能感受經由白細胞傳遞的血流剪應力刺激，開啟隨後發生的經由Outside-in信號通路的完全激活過程（LFA-1由中等到高親和力態的轉換）。針對這一所知甚少的力化學耦合過程，本項目擬系統開展流動腔、原子力顯微鏡和螢光淬滅後的恢復實驗，通過理論建模與實驗觀測相結合，研究（剪應）力環境中，當被趨化因子（如IL-8）誘導到中間親和力狀態後，LFA-1和ICAM-1 相互作用的二維反應動力學行為、活化水平，活化與失活速率及其力學調控途徑。力圖通過測定這些動力學參數，揭示LFA-1機械激活的力化學協同調控機制和分子結構基礎，以深化對白細胞在炎症免疫應答、血栓形成與腫瘤轉移等生理病理過程中的行為的理解。
結題摘要
在選擇素、趨化因子和流體剪應力共存的生理環境中，循環白細胞膜上整合素的激活是白細胞炎症反應及免疫應答中的關鍵事件。β2整合素被認為在白細胞的穩定黏附和跨膜遷移中發揮著至關重要的作用，可由選擇素、趨化因子經過由內而外的信號通路激活到中等親和力狀態，然後這些部分活化的β2整合素才能與內皮細胞上的細胞間黏附分子ICAM結合，開啟“由外而內”的信號通路達到高親和力狀態。整個激活過程中自始至終存在著流體剪應力的作用，但力如何參與並調控β2整合素的構象和親和力變化依然知之甚少。本項目中，我們採用流動腔實驗系統、螢光顯示技術和分子動力學模擬等手段，結合理論建模和實驗觀測，試圖揭示整合素活化過程的力化學偶聯調控機制及其分子結構基礎。取得了如下主要進展： （1） P-選擇素介導的滾動白細胞上整合素的激活是從低到中、再到高的逐步過程，局部β2整合素的活化非常迅速發生在10秒內，而大範圍或全局的活化過程則相對較長（40～300秒），活化速率隨剪應力的增加呈現先增加後減小趨勢，且轉折拐點與P-selectin/PSGL-1逆鎖鍵拐點基本一致，揭示P-選擇素誘導的整合素激活可能受到逆鎖鍵的調控。（2）可溶性與固定在血管壁面上的趨化因子可將整合素激活到不同的中等親和力狀態，只有固定的趨化因子才能在極短的接觸時間內進一步將整合素激活到高親和力狀態。中、高兩種親和態LFA-1/ICAM-1的二維反應動力學參數均受力的調控，且轉化速率與剪應力呈正相關。（3）流場下白細胞鈣回響的研究發現一條快速激活β2整合素的信號通路，該快速通路涉及細胞骨架、moesin蛋白，而與細胞膜上脂筏及Syk關係不大，隨後激發膜上鈣離子通道使外鈣內流。（4）分子動力學模擬結果發現無論選擇素還是趨化因子介導，其胞質區與胞內分子的複合物只有在力作用下才能使磷酸化位點有效暴露，從而啟動下游信號以激活整合素。（5）無論在白血病細胞還是血小板上，均發現了類似的力對整合素活化的調控。可為心腦血管病、白血病人的誘導綜合症的治療和相關藥物開發提供參考。
