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[摘要]交叉蛋白（Intersectin，ITSN）作为一类在进化上高度保守且广泛表达的支架/接头蛋白，具有多种生物学功能。近年来的研究发现，ITSN除了在细胞胞吞/胞吐过程及神经递质的传递过程具有重要作用之外，还具有介导信号通路转导的功能，如Ras、肿瘤生长因子β（TGFβ）、表皮生长因子（EGF）等。本文对ITSN的基因功能及相关信号通路的研究进展进行综述。
[关键词]细胞支架蛋白质类；衔接蛋白质类，信号转导；基因调控网络；综述
交叉蛋白（Intersectin，ITSN）作为一种支架/接头蛋白，最初是在爪蟾的卵母细胞中被发现的。它不仅具有多个重要功能域，同时还具有多种生物学功能。最初的研究者对ITSN的研究主要集中在细胞胞吞/胞吐、神经递质传递以及神经退行性疾病等方面的功能作用。现在，研究者对ITSN的研究越来越多转向于介导细胞增殖分化的信号转导通路中。迄今为止，已发现ITSN参与调控的信号转导通路主要有Ras、肿瘤生长因子β（TGFβ）及表皮生长因子（EGF）等信号通路。目前研究者对ITSN在信号通路调控网络中的作用机制进行了初步的探索。本文对近年来ITSN的基因功能及相关信号通路的研究进展综述如下。
1 ITSN的基因结构与功能
在人和小鼠中，已发现ITSN具有两个同源蛋白ITSN1和ITSN2；而在模式生物斑马鱼中，则发现了ITSN具有3个同源蛋白ITSN1、ITSN2A及ITSN2B。在通常情况下，ITSN经选择性剪接可生成两种亚型，一种是较长的剪接本ITSN-L，另一种则是短的剪接本ITSN-S。由于基因亚型的存在，ITSN1和ITSN2两个同源蛋白总共有4个异构体，分别是ITSN1-L、ITSN1βS、ITSN2-L和ITSN2-S。值得注意的是，这两种亚型之间的区别在于所包含的结构域不同，其中ITSN-L除包含ITSN-S中EH、SH3和CC的3种结构域外，还包含DH、PH和C2等结构域。
ITSN在各种组织器官中广泛表达，尤其在神经中枢中表达水平最高；主要是由于ITSN具有胞吞和胞吐作用，从而参与了神经元细胞的神经递质的释放过程。在大脑中，ITSN主要是与蛋白SNAP-25以及动力蛋白（Dynamin）相互作用，进而参与到突触囊泡的融合过程。突触囊泡在神经末梢处进行着快速而精确的胞吐/胞吞循环过程，ITSN在突触囊泡中能够与网格蛋白/接头蛋白AP2相互结合形成复合物，促进突触囊泡的胞吐/胞吞循环。另外，ITSN的SH3結构域能够通过激活动力蛋白来抑制细胞质膜微囊的内吞过程。
2 ITSN与Ras信号通路
2.1 Ras信号通路
Ras超家族蛋白是一类小单体GTP结合蛋白，相对分子质量在2.1万左右，亦被称作Ras超家族GTP酶，是Ras信号通路的主要载体。Ras蛋白广泛存在于真核生物各类细胞中，在调控细胞增殖与分化、膜泡运输、核质信息交换、细胞周期和胞外信息跨膜传递等信号通路中起到分子开关的作用。Ras蛋白一般位于细胞膜内侧，对GTP和GDP具有高度亲和力，在特定生理环境下能够在活化形式GTP结合型的蛋白与非活化形式GDP结合型的蛋白之间相互转换。当鸟苷酸交换因子（GEFs）绑定在Ras-GDP上时会导致GDP的释放，并形成无核苷酸的Ras（nfRas）。由于胞质中的GTP含量高于GDP的量，因此nfRas蛋白更容易与GTP结合，形成活化形式的Ras-GTP。当GTP酶活化型蛋白（GAPs）持续累积时，GTP会被具有GTP酶活性的Ras水解，进而又到达非活化形式的Ras-GDP状态。
2.2 ITSN在Ras信号通路中的作用
ITSN-L中因具有DH-PH结构域，而使其成为Cdc42的特异性的鸟苷酸交换因子。不过有研究发现，ITSN还可调控其他的Ras-GTP酶，并且不依赖于DH-PH结构域。当ITSN1过表达时，会诱导胞内囊泡上的Ras蛋白活化，进而激活信号转导。其具体机制可能是由于ITSN上的SH3结构域与富含脯氨酸的Son of sevenless homolog 1（Sos1）结合并相互作用的结果，而Sosl是Ras的鸟苷酸交换因子，能够调控Ras的活化。
另外，有研究结果表明，ITSN1与活化形式的Ⅱ型phosphatidylinositol 3-kinase（P13K）-P13KC28发生相互作用。P13KC28中含有一个Ras结合结构域Ras-bindingdomain（RBD），该结构域可使P13KC28、Ras和ITSN1等3种蛋白在囊泡中相互结合。当H-Ras处于无活性状态时，可以与P13KC28形成复合物；相反，I型的P13Ks所结合的是活化的Ras-GTP。H-Ras与P13KC28所形成的复合物能够抑制P13KC2β的磷脂激酶活性，同时P13KC2β也能抑制H-Ras组装核苷酸。此外，在神经母细胞瘤中ITSN1可以直接调控P13KC28的表达而影响肿瘤的发生发展_。
ITSN调控Ras信号通路中的Ras-GTP酶的方式多种多样，可主要归纳为以下几种：①ITSN-L中的DH-C2结构域可以直接激活Cdc42（Ras相关的GTP结合蛋白）[；②ITSN中的SH3可以与Sos1蛋白相互作用，通过Sosl发挥作用从而调控Ras蛋白；③ITSN还可能直接通过抑制CdGAP（Rac和Cdc42的GAP）激活Rac和Cdc42；④ITSN还可以通过epsins抑制Cdc42 GAPs（在哺乳动物的细胞中epsin-Cdc42信号通路还未被证实）；⑤ITSN1可以通过与P13KC2p结合，使nfHRas-P13KC2β复合体解聚，进而影响Ras蛋白上GDP与GTP的相互转换。
3ITSN与TGFβ信号通路
3.1TGFβ信号通路
TGFβ信号通路作为最重要的信号通路之一，除了在调控细胞增殖与分化方面发挥重要作用外，在胚胎早期发育、机体代谢平衡、免疫炎性反应以及骨的形成和重建等方面也扮演着重要角色。TGFβ信号通路的主要生物学功能是将发生在膜上的磷酸化经过一系列信号传递至转录因子，并引起转录因子人核从而调控基因的转录作用。例如，经典的TGF8β/Smad通路发生的基本顺序是：当存在胞外配体TGFβ时，会激活跨膜的TGFβ受体，并使之形成二聚体，随后在胞内磷酸化下游的Smad蛋白，使之活化。活化的Smad蛋白与Co-Smad形成复合物，人核后进而调控下游靶基因的转录。在体内，对TGFβ信号通路的调控可在4个不同层次上进行，包括胞外配体、跨膜受体、胞内Smad蛋白以及核内基因转录。 3.2ITSN在TGF8信号通路中的作用
近年来研究发现，ITSN也参与对TGFβ信号通路的调控。在机体内，TGFβ信号通路的激活受到非常精确的调控，研究其分子机制具有非常重要的基础和应用意义。最近研究发现，敲降ITSN-1s的小鼠所产生的微粒能派生出TGFβ-RI/表皮生长因子受体1（TGFBR1）（即Alk5），后者能够促使功能紊乱的内皮细胞通过ERK1/2激酶激活细胞生存的信号从而得以再生。TGFβ能够通过磷酸化衔接蛋白ShcA诱导Ras-Erkl/2信号，使得ShcA蛋白能够与mSos蛋白相互作用。在敲降ITSN-1s时，有更多的mSos会趋向于结合Grb2，从而形成Alk2-mSos-Grb2复合体，最终使得Alk5-Smad2-SARA复合体而无法形成；同时，ITSN的缺失也会降低TGFβ下游Smad2/3蛋白的磷酸化水平。因此，敲除ITSN1会抑制Alk5-Smad2/3信号通路，并可以使得TGFβ-Alk5信号从经典的Smad2/3转向非经典的ERKl/2 MAPK信号通路[。
4ITSN参与EGFR信号通路
4.1EGFR信号通路
EGFR是一类跨膜糖蛋白，属于蛋白激酶超家族成员。EGFR信号转导机制的大致过程是：EGFR蛋白作为膜上受体，在受到EGF等配体的激活后，形成二聚体引发胞内域自磷酸化并产生酪氨酸激酶活性，随之招募并激活下游的信号转导通路，从而完成一个完整的由胞外至胞内或核内的信号转导过程。EGFR信号转导参与调控细胞增殖、分化、凋亡、迁移以及细胞周期，EGFR通路的异常激活常常会引发肿瘤。而EGFR通路中受体信号的终止主要是通过加速的内吞作用以及受体一配体复合物的降解来完成的。膜上的EGFR复合物内在化形成早期胞内体后，其命运主要有两个：返回至膜上和被溶酶体降解。正常情况下，EGFR（Tyr1045）磷酸化后会结合具有E3泛素连接酶功能的c_Cb1，启动受体的泛素化，从而将受体靶向至溶酶体降解。
4.2ITSN在EGFR信号通路的作用
已有研究显示，ITSN可通过3种途径参与EGFR内吞过程。首先，ITSN通过招募内吞辅助因子形成内吞复合物，进而介导EGFR的转运。其次，ITSN可通过c-Cbl调控EGFR的泛素化。ITSN与c-Cbl的结合，会使c-Cb1能够更有效地泛素化RTK，使其被转运至溶酶体被水解酶降解。ITSN還可通过Cb1的功能调控因子CIN85蛋白调控c_Cbl，从而进一步调控EGFR的泛素化。此外，最近研究表明，ITSN可通过调控DENND2B（GTP酶Rabl3的鸟苷酸交换因子）而调控EGFR受体的循环。
受体酪氨酸激酶的泛素化过程，在调控信号分子转运及溶酶体降解中起至关重要的作用。而ITSN1作为泛素化过程的重要调节因子，尤其是刺激c-Cbl将EGFR进行泛素化的精确分子机制至今还没有阐明。最近有研究结果发现，ITSNl是通过干扰Cbl与抑制因子Sprouty2（Spry2）的相互作用而增强Cbl的活性。其主要机制是ITSN1能够绑定Cbl和Spry2两个蛋白富含脯氨酸的区域，ITSN1与Spry2结合可以竞争性抑制Cbl-Spry2的结合，从而促进EGFR的泛素化。
5结语与展望
ITSN作为支架/衔接蛋白在调控细胞的胞吞/胞吐过程中发挥着不可或缺的作用。此外，ITSN还可以调控细胞的多种信号通路，例如ITSN通过调控Ras-GTP酶的活性进而调节其下游的信号因子。ITSN对TGF8信号通路的调控，主要体现在ITSN能把信号从经典的TGFβ/Smad通路中传递到ERK1/2通路中去。而在EGF信号通路中，ITSN的作用是其能够与Cbl相互作用进而促进EGFR的降解，最终导致信号传递的终止。ITSN参与的信号通路调控机制十分复杂，目前的研究还处于初步阶段，很多具体的调控机制还需更深入研究。
近些年来，研究发现ITSN与多种人类疾病的发生有着密切的关系，例如人类神经退行性疾病（如唐氏综合征、阿尔兹海默病）、癌症的发生以及肺损伤等。所以，阐明ITSN更多的基因功能，研究并明确其在细胞各种不同生理条件下的具体作用机制有着重要的实际意义。
[关键词]细胞支架蛋白质类；衔接蛋白质类，信号转导；基因调控网络；综述
交叉蛋白（Intersectin，ITSN）作为一种支架/接头蛋白，最初是在爪蟾的卵母细胞中被发现的。它不仅具有多个重要功能域，同时还具有多种生物学功能。最初的研究者对ITSN的研究主要集中在细胞胞吞/胞吐、神经递质传递以及神经退行性疾病等方面的功能作用。现在，研究者对ITSN的研究越来越多转向于介导细胞增殖分化的信号转导通路中。迄今为止，已发现ITSN参与调控的信号转导通路主要有Ras、肿瘤生长因子β（TGFβ）及表皮生长因子（EGF）等信号通路。目前研究者对ITSN在信号通路调控网络中的作用机制进行了初步的探索。本文对近年来ITSN的基因功能及相关信号通路的研究进展综述如下。
1 ITSN的基因结构与功能
在人和小鼠中，已发现ITSN具有两个同源蛋白ITSN1和ITSN2；而在模式生物斑马鱼中，则发现了ITSN具有3个同源蛋白ITSN1、ITSN2A及ITSN2B。在通常情况下，ITSN经选择性剪接可生成两种亚型，一种是较长的剪接本ITSN-L，另一种则是短的剪接本ITSN-S。由于基因亚型的存在，ITSN1和ITSN2两个同源蛋白总共有4个异构体，分别是ITSN1-L、ITSN1βS、ITSN2-L和ITSN2-S。值得注意的是，这两种亚型之间的区别在于所包含的结构域不同，其中ITSN-L除包含ITSN-S中EH、SH3和CC的3种结构域外，还包含DH、PH和C2等结构域。
ITSN在各种组织器官中广泛表达，尤其在神经中枢中表达水平最高；主要是由于ITSN具有胞吞和胞吐作用，从而参与了神经元细胞的神经递质的释放过程。在大脑中，ITSN主要是与蛋白SNAP-25以及动力蛋白（Dynamin）相互作用，进而参与到突触囊泡的融合过程。突触囊泡在神经末梢处进行着快速而精确的胞吐/胞吞循环过程，ITSN在突触囊泡中能够与网格蛋白/接头蛋白AP2相互结合形成复合物，促进突触囊泡的胞吐/胞吞循环。另外，ITSN的SH3結构域能够通过激活动力蛋白来抑制细胞质膜微囊的内吞过程。
2 ITSN与Ras信号通路
2.1 Ras信号通路
Ras超家族蛋白是一类小单体GTP结合蛋白，相对分子质量在2.1万左右，亦被称作Ras超家族GTP酶，是Ras信号通路的主要载体。Ras蛋白广泛存在于真核生物各类细胞中，在调控细胞增殖与分化、膜泡运输、核质信息交换、细胞周期和胞外信息跨膜传递等信号通路中起到分子开关的作用。Ras蛋白一般位于细胞膜内侧，对GTP和GDP具有高度亲和力，在特定生理环境下能够在活化形式GTP结合型的蛋白与非活化形式GDP结合型的蛋白之间相互转换。当鸟苷酸交换因子（GEFs）绑定在Ras-GDP上时会导致GDP的释放，并形成无核苷酸的Ras（nfRas）。由于胞质中的GTP含量高于GDP的量，因此nfRas蛋白更容易与GTP结合，形成活化形式的Ras-GTP。当GTP酶活化型蛋白（GAPs）持续累积时，GTP会被具有GTP酶活性的Ras水解，进而又到达非活化形式的Ras-GDP状态。
2.2 ITSN在Ras信号通路中的作用
ITSN-L中因具有DH-PH结构域，而使其成为Cdc42的特异性的鸟苷酸交换因子。不过有研究发现，ITSN还可调控其他的Ras-GTP酶，并且不依赖于DH-PH结构域。当ITSN1过表达时，会诱导胞内囊泡上的Ras蛋白活化，进而激活信号转导。其具体机制可能是由于ITSN上的SH3结构域与富含脯氨酸的Son of sevenless homolog 1（Sos1）结合并相互作用的结果，而Sosl是Ras的鸟苷酸交换因子，能够调控Ras的活化。
另外，有研究结果表明，ITSN1与活化形式的Ⅱ型phosphatidylinositol 3-kinase（P13K）-P13KC28发生相互作用。P13KC28中含有一个Ras结合结构域Ras-bindingdomain（RBD），该结构域可使P13KC28、Ras和ITSN1等3种蛋白在囊泡中相互结合。当H-Ras处于无活性状态时，可以与P13KC28形成复合物；相反，I型的P13Ks所结合的是活化的Ras-GTP。H-Ras与P13KC28所形成的复合物能够抑制P13KC2β的磷脂激酶活性，同时P13KC2β也能抑制H-Ras组装核苷酸。此外，在神经母细胞瘤中ITSN1可以直接调控P13KC28的表达而影响肿瘤的发生发展_。
ITSN调控Ras信号通路中的Ras-GTP酶的方式多种多样，可主要归纳为以下几种：①ITSN-L中的DH-C2结构域可以直接激活Cdc42（Ras相关的GTP结合蛋白）[；②ITSN中的SH3可以与Sos1蛋白相互作用，通过Sosl发挥作用从而调控Ras蛋白；③ITSN还可能直接通过抑制CdGAP（Rac和Cdc42的GAP）激活Rac和Cdc42；④ITSN还可以通过epsins抑制Cdc42 GAPs（在哺乳动物的细胞中epsin-Cdc42信号通路还未被证实）；⑤ITSN1可以通过与P13KC2p结合，使nfHRas-P13KC2β复合体解聚，进而影响Ras蛋白上GDP与GTP的相互转换。
3ITSN与TGFβ信号通路
3.1TGFβ信号通路
TGFβ信号通路作为最重要的信号通路之一，除了在调控细胞增殖与分化方面发挥重要作用外，在胚胎早期发育、机体代谢平衡、免疫炎性反应以及骨的形成和重建等方面也扮演着重要角色。TGFβ信号通路的主要生物学功能是将发生在膜上的磷酸化经过一系列信号传递至转录因子，并引起转录因子人核从而调控基因的转录作用。例如，经典的TGF8β/Smad通路发生的基本顺序是：当存在胞外配体TGFβ时，会激活跨膜的TGFβ受体，并使之形成二聚体，随后在胞内磷酸化下游的Smad蛋白，使之活化。活化的Smad蛋白与Co-Smad形成复合物，人核后进而调控下游靶基因的转录。在体内，对TGFβ信号通路的调控可在4个不同层次上进行，包括胞外配体、跨膜受体、胞内Smad蛋白以及核内基因转录。 3.2ITSN在TGF8信号通路中的作用
近年来研究发现，ITSN也参与对TGFβ信号通路的调控。在机体内，TGFβ信号通路的激活受到非常精确的调控，研究其分子机制具有非常重要的基础和应用意义。最近研究发现，敲降ITSN-1s的小鼠所产生的微粒能派生出TGFβ-RI/表皮生长因子受体1（TGFBR1）（即Alk5），后者能够促使功能紊乱的内皮细胞通过ERK1/2激酶激活细胞生存的信号从而得以再生。TGFβ能够通过磷酸化衔接蛋白ShcA诱导Ras-Erkl/2信号，使得ShcA蛋白能够与mSos蛋白相互作用。在敲降ITSN-1s时，有更多的mSos会趋向于结合Grb2，从而形成Alk2-mSos-Grb2复合体，最终使得Alk5-Smad2-SARA复合体而无法形成；同时，ITSN的缺失也会降低TGFβ下游Smad2/3蛋白的磷酸化水平。因此，敲除ITSN1会抑制Alk5-Smad2/3信号通路，并可以使得TGFβ-Alk5信号从经典的Smad2/3转向非经典的ERKl/2 MAPK信号通路[。
4ITSN参与EGFR信号通路
4.1EGFR信号通路
EGFR是一类跨膜糖蛋白，属于蛋白激酶超家族成员。EGFR信号转导机制的大致过程是：EGFR蛋白作为膜上受体，在受到EGF等配体的激活后，形成二聚体引发胞内域自磷酸化并产生酪氨酸激酶活性，随之招募并激活下游的信号转导通路，从而完成一个完整的由胞外至胞内或核内的信号转导过程。EGFR信号转导参与调控细胞增殖、分化、凋亡、迁移以及细胞周期，EGFR通路的异常激活常常会引发肿瘤。而EGFR通路中受体信号的终止主要是通过加速的内吞作用以及受体一配体复合物的降解来完成的。膜上的EGFR复合物内在化形成早期胞内体后，其命运主要有两个：返回至膜上和被溶酶体降解。正常情况下，EGFR（Tyr1045）磷酸化后会结合具有E3泛素连接酶功能的c_Cb1，启动受体的泛素化，从而将受体靶向至溶酶体降解。
4.2ITSN在EGFR信号通路的作用
已有研究显示，ITSN可通过3种途径参与EGFR内吞过程。首先，ITSN通过招募内吞辅助因子形成内吞复合物，进而介导EGFR的转运。其次，ITSN可通过c-Cbl调控EGFR的泛素化。ITSN与c-Cbl的结合，会使c-Cb1能够更有效地泛素化RTK，使其被转运至溶酶体被水解酶降解。ITSN還可通过Cb1的功能调控因子CIN85蛋白调控c_Cbl，从而进一步调控EGFR的泛素化。此外，最近研究表明，ITSN可通过调控DENND2B（GTP酶Rabl3的鸟苷酸交换因子）而调控EGFR受体的循环。
受体酪氨酸激酶的泛素化过程，在调控信号分子转运及溶酶体降解中起至关重要的作用。而ITSN1作为泛素化过程的重要调节因子，尤其是刺激c-Cbl将EGFR进行泛素化的精确分子机制至今还没有阐明。最近有研究结果发现，ITSNl是通过干扰Cbl与抑制因子Sprouty2（Spry2）的相互作用而增强Cbl的活性。其主要机制是ITSN1能够绑定Cbl和Spry2两个蛋白富含脯氨酸的区域，ITSN1与Spry2结合可以竞争性抑制Cbl-Spry2的结合，从而促进EGFR的泛素化。
5结语与展望
ITSN作为支架/衔接蛋白在调控细胞的胞吞/胞吐过程中发挥着不可或缺的作用。此外，ITSN还可以调控细胞的多种信号通路，例如ITSN通过调控Ras-GTP酶的活性进而调节其下游的信号因子。ITSN对TGF8信号通路的调控，主要体现在ITSN能把信号从经典的TGFβ/Smad通路中传递到ERK1/2通路中去。而在EGF信号通路中，ITSN的作用是其能够与Cbl相互作用进而促进EGFR的降解，最终导致信号传递的终止。ITSN参与的信号通路调控机制十分复杂，目前的研究还处于初步阶段，很多具体的调控机制还需更深入研究。
近些年来，研究发现ITSN与多种人类疾病的发生有着密切的关系，例如人类神经退行性疾病（如唐氏综合征、阿尔兹海默病）、癌症的发生以及肺损伤等。所以，阐明ITSN更多的基因功能，研究并明确其在细胞各种不同生理条件下的具体作用机制有着重要的实际意义。