夏科-萊登結晶

夏科-萊登結晶

夏科-萊登結晶(Charcot-Leyden crystal, CLC)是以半乳糖凝集素-10(galectin-10, Gal-10)為不對稱單位的蛋白質結晶,呈六稜錐雙錐體晶體細長,本身無色,未染色時在普通光學顯微鏡下具有較強折光性。由法國神經病學家Jean-Martin Charcot於1853年首次發現。CLC在一定程度上被視作嗜酸性粒細胞生物標誌

基本介紹

  • 中文名:夏科-萊登結晶 
  • 外文名:Charcot-Leyden crystal
    galectin-10 crystal
  • 別名:夏科-萊登晶體、夏科-雷登結晶、半乳糖凝集素-10結晶
  • 外觀:雙六稜錐,無色,有折光性
  • 學科醫學生物學
  • 不對稱單元:半乳糖凝集素-10 
  • 編碼基因:Charcot-Leyden crystal galectin
研究簡史,CLC與Gal-10,Gal-10編碼基因,半乳糖凝集素-10,CLC結構與性質,CLC相關疾病,腫瘤,超敏反應,感染性疾病,其他疾病,研究爭議,

研究簡史

CLC首次發現於1853年,Jean-Martin Charcot在死於白血病的患者的心臟血液和脾臟中發現了該結晶。1872年,Ernst Viktor von Leyden哮喘病人的痰液中發現並描述了Charcot結晶。
1914年Emil Schwarz首次提出CLC與嗜酸性粒細胞存在關聯。
1955年Bessis發現嗜鹼性粒細胞可以形成與CLC相同外觀的結晶,後續研究證實嗜鹼性粒細胞亦可以形成CLC。
1980年Peter F. Weller等人發現嗜酸性粒細胞溶血磷脂酶與CLC蛋白具有相同的酶活性,並認為CLC是由溶血磷脂酶構成。
1991年Steven J. Ackerman等人完成了CLC蛋白的cDNA分離測序,並推演出了CLC蛋白的胺基酸序列,發現其與S型凝集素的相似。同年Mastrianni等人在19號染色體上發現了CLC蛋白基因。
1992年周澤奇等人通過cDNA克隆出的CLC蛋白分子質量近17 kDa。
經過CLC基因結構,CLC蛋白胺基酸序列和CLC晶體結構研究,CLC最終被認定是以半乳糖凝集素不對稱單位的蛋白質結晶,該蛋白質於1997年並被命名為半乳糖凝集素-10。

CLC與Gal-10

Gal-10編碼基因

編碼夏科-萊登結晶蛋白質的基因的HGNC及相關信息如下
標準符號:CLC
標準名稱:Charcot-Leyden crystal galectin,夏科-萊登結晶半乳糖凝集素
位點類型:編碼產生蛋白質
HGNC ID:2014
舊稱:Charcot-Leyden crystal protein,夏科-萊登結晶蛋白
其他符號:LGALS10;MGC149659;Gal-10
其他名稱:eosinophil lysophospholipase,嗜酸性粒細胞溶血磷脂酶;lysolecithin acylhydrolase,溶血卵磷脂醯基水解酶;galectin 10,半乳糖凝集素10;lectin, galactoside-binding, soluble, 10,可溶性半乳糖苷結合型凝集素10
染色體定位:19q13.2(19號染色體長臂1區3帶)
基因群:半乳糖凝集素
長度:6,775個鹼基

半乳糖凝集素-10

Gal-10通常以同源二聚體形成存在。單體由142個胺基酸殘基構成,相對分子質量為16453道爾頓。Gal-10是嗜酸性粒細胞中第五大蛋白質,主要分布於細胞核中,也能分布於細胞質,細胞膜內外表面以及一些膜泡結構中。Gal-10不會被糖基化,一定條件下能與糖發生弱結合,具有弱溶血磷脂酶活性。嗜鹼性粒細胞中亦含有大量Gal-10,Gal-10在T細胞中亦有表達。
夏科-萊登結晶
Gal-10同源二聚體模型
Gal-10胺基酸序列:
001-031 MSLLP VPYTE AASLS TGSTV TIKGR PLVCF
031-060 LNEPY LQVDF HTEMK EESDI VFHFQ VCFGR
061-090 RVVMN SREYG AWKQQ VESKN MPFQD GQEFE
091-120 LSISV LPDKY QVMVN GQSSY TFDHR IKPEA
121-142 VKMVQ VWRDI SLTKF NVSYL KR

CLC結構與性質

CLC呈雙六稜錐,晶體細長,本身無色,未染色時在普通光學顯微鏡下具有較強折光性,晶體不對稱單元為半乳糖凝集素-10。通過化學染色,可以在普通光學顯微鏡下更加方便地觀察CLC,下表例舉了CLC在一些染色中的顏色。1980年Ackerman等人成功研製出了兔子抗Gal-10血清,此後可通過免疫螢光染色在螢光顯微鏡下觀察CLC以及通過免疫學方法檢測Gal-10,此外還可以通過相差顯微鏡,電子顯微鏡等觀察CLC。
夏科-萊登結晶
夏科-萊登結晶呈雙六稜錐
CLC化學染色與普通光學顯微鏡檢查
染色法/染色劑
CLC顏色
染色法/染色劑
CLC顏色
酸性品紅
鮮紅色
鹼性品紅
品紅色
蘇木精-伊紅
紅色
橘黃G(巴氏染色,三色染色)
橘黃色
甲苯胺藍
暗藍色
二甲苯胺麗春紅(酸性紅26)
粉橙色
錐蟲藍(pH=1)
淡藍色
番紅(鹼性紅2,革蘭復染)
紅色
鐵-蘇木精
黑色
齊-內染色(Ziehl-Neelsen stain)
紅色
Luna染色
紅色
馬洛里(Frank Burr Mallory)磷鎢酸染色
深藍色
吉姆薩染色
(深)藍色
Masson三色染色(酸性品紅,二甲苯胺麗春紅)
紅色
瑞氏-吉姆薩染色
藍色
註:實際呈色效果與人眼、染色試劑和操作相關,可能存在偏差

CLC相關疾病

自1914年首次提出CLC與嗜性粒細胞存在關聯後,這個觀點得到絕大多數研究者認同並逐漸強化,因此CLC在一定程度被視為嗜酸性粒細胞的生物標誌。儘管嗜鹼性粒細胞也可以形成CLC,T細胞亦有表達Gal-10。

腫瘤

WHO造血和淋巴組織腫瘤分類》:非特指型慢性嗜酸性粒細胞白血病患者骨髓和嗜酸性粒細胞浸潤的組織經常出現CLC。髓系/淋系腫瘤伴嗜酸性粒細胞增多症和PDGFRα重排患者,出現嗜酸性粒細胞浸潤的組織可能會出現CLC。朗格漢斯細胞組織細胞增生症患者,偶爾會出現中心壞死的嗜酸性膿腫,其中富含CLC。
亦有在無嗜酸性粒細胞增多症的急性髓系白血病患者的壞死骨髓組織內發現大量CLC的案例。
嗜酸性粒細胞能浸潤入實體瘤,故實體瘤間質中亦有發現CLC的案例。例如肥大細胞瘤、粒細胞肉瘤胃癌等間質中的巨噬細胞吞噬Gal-10在吞噬體內形成CLC。

超敏反應

嗜鹼性粒細胞和嗜酸性粒細胞在I型和IV型超敏反應中起重要作用,故在相關超敏反應疾病患者的標本中可能出現CLC。
例如支氣管哮喘患者的痰液、黏液栓,慢性嗜酸性粒細胞性肺炎患者的肺泡灌洗液和病灶組織,慢性嗜酸性粒細胞性鼻炎/鼻竇炎患者的膿性分泌物等。季節性變應性鼻炎患者在病發季節時的其鼻灌洗液中能檢測出Gal-10。

感染性疾病

嗜酸性粒細胞能合成,儲存並分泌細胞因子趨化因子生長因子以殺傷蠕蟲真菌病毒細菌,同時也能損傷宿主組織。
寄生蟲感染引起的免疫反應特徵是,產生IgE抗體,組織和血液嗜酸性粒細胞明顯增多。某些寄生蟲感染的患者的病灶內可出現大量嗜酸性粒細胞浸潤和CLC。例如腸道寄生蟲感染時,糞便中可能出現嗜酸性粒細胞和CLC。因肝寄生蟲感染出現的肝膿腫的膿液和肝占位性病變的病灶組織均可出現嗜酸性粒細胞浸潤和大量CLC。
真菌感染同樣能引起的嗜酸性粒細胞性炎症,故真菌感染病灶內也可能出現CLC。例如變應性真菌性鼻竇炎的病灶處存在大量交替性黏液蛋白,炎症細胞碎片和大量的CLC。中耳感染真菌的嗜酸性粒細胞性中耳炎患者的中耳內可大量發現CLC。變應性支氣管肺真菌病患者的痰液、肺泡灌洗液、黏液栓中均可能出現CLC。

其他疾病

與嗜酸性粒細胞相關其他疾病中亦有發現CLC的案例,例如特發性嗜酸細胞增多綜合徵並發急性腎衰竭,尿沉渣中可出現大量CLC。另外還有骨嗜酸性肉芽腫,根尖周肉芽腫,伴嗜酸性粒細胞異常增多的增生型天皰瘡等。

研究爭議

1865年Jakob Ernst Arthur Böttcher在前列腺液中發現一結晶,並認為其就是Charcot結晶。因此在一些極早期的研究中CLC被稱為Charcot-Böttcher結晶。1895年,Cohn進行回顧性研究總結認為前列腺分泌物中發現的結晶不同於白血病性血液,哮喘病性痰液,鼻息肉和骨髓中發現的結晶,Böttcher發現的並不是CLC。
有研究者在患肺炎的老鼠的嗜酸性粒細胞以及哮喘老鼠模型的巨噬細胞中發現了一種四邊形結晶,然而這些結晶是由殼多糖酶樣蛋白Ym1構成,並非CLC蛋白。2017年Eunju Choi等人研究認為之前對其他動物的研究均未發現真正的CLC,似乎CLC只存在於人類中。
1950年William W. Ayres研究認為CLC為負晶體,但是1982年HenriA. Ménard等人研究認為CLC光性呈弱正雙折射,1995年Henry J. Carson在論文中描述CLC無雙折射。
2002年Steven J. Ackerman等人認為CLC蛋白(即Gal-10)不是具有溶血磷脂酶活性的雙重功能半乳糖凝集素,而是一種新型結合方式的溶血磷脂酶抑制劑。2019年Peter F.Weller回顧研究認為Gal-10內生性表達溶血磷脂酶活性。
2009年Christof Straub等人通過嗜酸性粒細胞蛋白質組學研究認為Gal-10是嗜酸性粒細胞第大蛋白質,而2016年Emily M. Wilkerson等人再對外周血嗜酸性粒細胞進行蛋白質組學研究,認為Gal-10是嗜酸性粒細胞第大蛋白質。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們