凝集素

　　凝集素（Lectin)是指一種從各種植物，無脊椎動物和高等動物中提純的糖蛋白或結(jié)合糖的蛋白，因其能凝集紅血球（含血型物質(zhì))，故名凝集素。其常見種類見表6-1。常用的為植物

表6—1 常見的凝集素一覽表

　　凝集素（Phytoagglutin, PNA)，通常以其被提取的植物命名，如刀豆素A（Conconvalina,ConA)、麥胚素（Wheat germ agglutinin, WGA)、花生凝集素（Peanut agglutinin, PNA)和大豆凝集素（Soybean agglutinin, SBA)等，凝集素是它們的總稱。凝集素不是來源或參與免疫反應(yīng)的產(chǎn)物，它們之所以被收入本書，是由于凝集素具有的某些“親合”特性，能被免疫細(xì)胞化學(xué)技術(shù)方法所應(yīng)用。因此，Ponder（1983)提出應(yīng)稱“凝集素組織化學(xué)”而不能稱為“凝集素免疫組織化學(xué)”。

　　一、凝集素的特性

　　凝集素具有多方面的特性，在此我們僅簡要提及其與免疫細(xì)胞化學(xué)技術(shù)方法應(yīng)用有關(guān)的某些特性。我們知道，生物膜中含有一定量的糖類，主要以糖蛋白和糖脂的形式存在。凝集素最大的特點(diǎn)在于它們能識別糖蛋白和糖肽中，特別是細(xì)胞膜中復(fù)雜的碳水化合物結(jié)構(gòu)，即細(xì)胞膜表面的碳脂化合物決定簇。一種凝集素具有對某一種特異性糖基專一性結(jié)合的能力，如刀豆素與α—D—吡喃糖基甘露糖（α—D—Mannopyranosy)結(jié)合；麥芽素與N—乙酰糖胺（N—acetyl glucosamine)結(jié)合；菜豆凝集素與N—乙酰乳糖胺結(jié)合（見本章　表6—1)。 因此，凝集素可以作為一種探針來研究細(xì)胞膜上特定的糖基。另一方面，凝集素具有多價(jià)結(jié)合能力，能與熒光素、生物素、酶、膠體金和鐵蛋白等示蹤物結(jié)合，從而在光鏡與/或電鏡水平顯示其結(jié)合部位。

　　二、凝集素的應(yīng)用

　　一般認(rèn)為細(xì)胞膜上特定的糖基可用以區(qū)別細(xì)胞的類型和反映細(xì)胞在分化、成熟和腫瘤細(xì)胞性變中的變化。僅在某些特殊的例子，其細(xì)胞結(jié)合凝集素的性能可以預(yù)先估計(jì)，如雙花扁豆素之于血型A物質(zhì)的特異性，荊豆凝集素之于血型O物質(zhì)2—L—巖藻糖的特異性，然而在絕大多數(shù)情況下，關(guān)于由凝集素所識別的碳水化合物決定簇的種類，關(guān)于攜帶決定簇的分子的性質(zhì)和機(jī)能，完全憑實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)。

　　1．作為細(xì)胞分化和成熟的標(biāo)記 　應(yīng)用凝集素作為細(xì)胞分化的標(biāo)志，在這方面的應(yīng)用報(bào)告最多，而且研究比較集中于血細(xì)胞，特別是淋巴細(xì)胞的分群。如Rose（1980)等發(fā)現(xiàn)在小鼠胸腺皮質(zhì)內(nèi)不成熟的T淋巴細(xì)胞呈PNA陽性反應(yīng)，在小鼠小腸集合淋巴小結(jié)的生發(fā)中心也發(fā)現(xiàn)有20%左右的PNA陽性反應(yīng)細(xì)胞，后者是否屬于不成熟的T淋巴細(xì)胞，是值得進(jìn)一步研究的問題。Newman等（1979)以熒光素標(biāo)記凝集素PNA，發(fā)現(xiàn)在大鼠乳腺上皮的不同分化時(shí)期顯示不同的熒光強(qiáng)度。在不成熟的大鼠乳腺上皮細(xì)胞，熒光弱或無，隨著性成熟期到妊娠期乳腺上皮熒光程度逐漸加強(qiáng)，而泌乳期熒光強(qiáng)度達(dá)最高峰。在皮膚角質(zhì)細(xì)胞自基底向表層分化、成熟的過程中，細(xì)胞表面的碳水化合物的分布和性質(zhì)都在改變。Brabed等（1981)應(yīng)用新生大鼠皮膚的實(shí)驗(yàn)表明，皮膚各層細(xì)胞分別與不同的凝集素相結(jié)合。麥芽素與角質(zhì)化細(xì)胞相結(jié)合，蓖麻素與棘細(xì)胞和基底細(xì)胞相結(jié)合，而荊豆凝集素標(biāo)記在棘細(xì)胞的表面。在成肌細(xì)胞（myeoblast)的分化與成熟過程中，Winaod 和Luzzati（1975)注意到類似的皮膚的改變。

　　2．作為細(xì)胞特殊類型的標(biāo)記　Kivela和Farkkanen（1987)發(fā)現(xiàn)在人視網(wǎng)膜，PNA標(biāo)記視錐細(xì)胞而不標(biāo)記視桿細(xì)胞。在乳腺、乳腺上皮細(xì)胞呈PNA陽性反應(yīng)而肌上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞呈PNA陰性反應(yīng)。以多種凝集素對小鼠、大鼠和兔的腎組織切片進(jìn)行染色結(jié)果表明，刀豆素A和蓖麻素存在于腎臟的各部，PNA和雙花扁豆凝集素（DBA)主要分布于遠(yuǎn)曲小管和集合小管上皮細(xì)胞，荊豆凝集素（UEA)主要分布在血管內(nèi)皮細(xì)胞，而麥芽素分布在腎小球。應(yīng)用DBA對RIII和DDK品種的小鼠研究表明，DBA主要結(jié)合在各種組織內(nèi)毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞上，電鏡觀察顯示DBA結(jié)合在內(nèi)皮細(xì)胞的表面，在趣的是在RIII品系小鼠某些組織的內(nèi)皮細(xì)胞顯示肯定的DBA陰性反應(yīng)，說明同一種屬動物的血管內(nèi)皮細(xì)胞也存在有組織特異性的差別。Streit和Kreutzberg（1987)發(fā)現(xiàn)Griffonia Simplicifolia凝集素特異性標(biāo)記面神經(jīng)節(jié)　內(nèi)的小膠質(zhì)細(xì)胞，其它類型的膠質(zhì)細(xì)胞如星狀膠質(zhì)細(xì)胞（astrocyte)等都顯示陰性反應(yīng)。在切斷面神經(jīng)后，增殖的小膠質(zhì)細(xì)胞對Griffonia Simplicifolia凝集素的反應(yīng)加強(qiáng)，免疫電鏡觀察表明，凝集素主要沉積在細(xì)胞膜或小膠質(zhì)細(xì)胞突起的軸膜表面，特異性結(jié)合糖基是α—D—半乳糖。上海醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院免疫病理室應(yīng)用12種凝集素（表6-1)對人胚胎及各種正常組織進(jìn)行了系統(tǒng)的凝集素受體的定位研究，結(jié)果表明，凝集素受體的分布并無即定規(guī)律可尋。如胃粘膜主細(xì)胞為PNA受體，而壁細(xì)胞為BSL受體，雙花扁豆受體（DBA)主要出現(xiàn)在大腸部份。

　　3．在腫瘤中凝集素結(jié)合的改變 　腫瘤細(xì)胞伴有細(xì)胞膜的改變，細(xì)胞膜上的糖基也會產(chǎn)生相應(yīng)的變化，可用凝集素檢測出來。大量研究發(fā)現(xiàn)，凝集素可作為腫瘤組織源性的標(biāo)記、腫瘤特異性診斷的標(biāo)志、腫瘤惡性的標(biāo)記和不同腫瘤的分化標(biāo)記。如張華忠等（1987)報(bào)道115例胃癌標(biāo)記PHA陽性率高達(dá)90.43%，而正常胃粘膜基本是陰性，故認(rèn)為PHA是胃癌的診斷性標(biāo)志。BSA對乳腺惡性腫瘤陽性率達(dá)79%，而對良性病變均呈陰性反應(yīng)，提示BSA可能為乳腺惡性腫瘤的相關(guān)標(biāo)志。凝集素還有助于判別腫瘤的組織類型，如神經(jīng)系統(tǒng)星形細(xì)胞瘤ConA陽性，小膠質(zhì)細(xì)胞瘤陰性，腎腺癌UEA1陰性，透明細(xì)胞癌陽性。

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