标注蓝色的是修改过的内容不改变原文的语句，只改变表达方式 综述
结缔组织生长因子的生物学特性及其与口腔疾病的研究进展
结缔组织生长因子（connective tissue growth factor，CTGF）是Bradham等[1]于1991年在应用血小板源性生长因子（platete rivied growth factor，PDGF）抗体筛选人脐静脉内皮细胞cDNA（互补脱氧核糖核酸）文库时第一次发现。CTGF在人类多种组织器官中广泛表达，由于其具有促进细胞增殖、介导细胞粘附、刺激细胞迁移、促进血管生成等生物学功能，在生物学领域受到广泛关注[2,3]。在病理情况下，其过度表达与某些增生性或纤维化疾病及肿瘤的发生发展密切相关，如硬皮病、肾纤维化、肝硬化、肺纤维化、动脉粥样硬化、多种组织恶性肿瘤等。近年研究发现，CTGF在牙周组织分化、牙龈纤维性变、牙齿发育和拔牙后牙槽窝愈合以及正畸牙移动牙周改建中起到了重要作用。本文着重讨论CTGF的分子生物学特性、CTGF的表达调控及CTGF在口腔疾病中的作用。 1 CTGF的结构组成以及其生物学功能 1.1 CTGF基因及其蛋白质的组成结构
CTGF是呈现高度保守状态下CCN（CTGF、CeflO/cyr61和Nov的缩写）多肽家族的成员之一。目前来看，这个家族主要包括鸡胚成纤维细胞经诱导产生的Cyt61、还有3T3细胞经过血清刺激后而长生的Fisp-12、非洲爪螗成纤维细胞产生的Xnov、除此之外，成年鸡肾细胞中的Nov和人类CTGF也是该家族的主要组成成员。这些成员无疑都算是即刻早期基因（immediate early gene），存在于机体内的主要功能就是用来激活或抑制调节细胞的增殖分化功能和细胞的迁移运动功能，这些基因在结构上都有着共同的特点就是具有很高的序列同源性和序列结构的类似性。其中CTGF蛋白属于肝素结合型，它自身包含有349个氨基酸，富舍半胱氨酸，分子量约为36～38kD，是由平滑肌细胞、皮细胞成、纤维细胞共同作用分泌出来的。编码人类CTGF的基因定位于染色体6q23.1，包含5个外显子，4个内含子，起始位点为ATG，其3’端包含3个ATTTA位点。第1个外显子编码信号肽，另外4个分别编码4个不同的功能结构域[2-4]，即：（1）胰岛素样生长因子（insulin-like growth factor，IGF）结合蛋白区，含有12个半胱氨酸残基，与类胰岛素生长因子结合蛋白（IGF-BP）有相一致的序列（GCGCCXXC），是公认的
胰岛素结合模式；（2）血管假性血友病因子C（von Willebrand factor C，vWFC）重复区，这个区域与单聚作用和蛋白复合物的形成有关，含有10个半胱氨酸残基；（3）血小板反应蛋白I型重复区（thrombospondin，TSP-1），含有6个半胱氨酸硫酸化糖蛋白；（4）生长因子半胱氨酸群，含有剩余的10个半胱氨酸。其中vWFC区为与TGFβ相结合的部位，由此介导TGFβ生物学效应；TSP-1区和生长因子半胱氨酸群则参与肝素结合并介导细胞粘附，以上各区域都具有独立的外显子编码
[5]
。CTGF蛋白的38个保守的半胱胺酸残基分二个阶段，其中22个在N末端区，16
个在C末端区。 1.2 CTGF的生物学功能 1.2.1 促进细胞增殖，合成胶原
经过实验表明，CTGF及转化生长因子β（transforming growth factor β，TGFβ）都具有明显的增强正常大鼠肾（normal rat kidney，NRK）成纤维细胞中的I型胶原、整合素酶作用，同时还具有纤连蛋白基因的转录作用，并由此而引起小鼠肾脏纤维化的发生。CTGF是TGFβ刺激NRK成纤维细胞增殖和生长过程中必须的介质，但不能诱导NRK成纤维细胞悬浮生长。反义CTGF和抗CTGF的抗体都可以分别从蛋白水平和核酸水平特异性的方面来起到阻断TGFβ对NRK成纤维细胞诱导作用的功能。CTGF则是通过调控周期蛋白依赖性激酶p27从而导致pRb超磷的酸化，从而释放出可以提高释放出可调控cyclin A基因的E2F，继而起到提高cyclin A水平的作用和功能，这样就可以促使细胞由G1 期进入S期，从而起到对TGFβ有丝分裂活性拉的调控作用[6]。在人系膜细胞中，CTGF可直接诱导胶原产生[7]，上调FN的表达。在系统性硬化症患者硬化损害区的成纤维细胞细胞中采用原位杂交技术可以有效的检测到CTGF mRNA表达，硬化期成纤维细胞中CTGF mRNA表达相比比炎症期有显著的提高，而成纤维细胞对CTGF的过度表达可以促进细胞的增长繁殖和迁徙，因此可以证明出CTGF与细胞的纤维化活动密切相关。Ⅱ型肺泡上皮细胞则和激活的成纤维细胞一样，它们都是采用自分泌或旁分泌的方式产生的CTGF，这些调节成纤维细胞和细胞外基质的的不断积聚在肺纤维化的进展中起到了重要作用。而高胰岛素和高糖则是通过CTGF mRNA的表达而引起的纤维化。以上资料均可以表明CTGF对不同器官的纤维化起着重要作用。 1.2.2 诱导细胞的凋亡
人体内的CTGF具有显著降低主动脉血管平滑肌细胞的活性功能，同时具有增加caspase-3活性，促进细胞凋亡的作用[8]。人乳腺癌细胞中的CTGF也可以作为前凋亡因子对bcl-2蛋白进行部分下调，介导TGFβ诱导的凋亡[9]。
程。1.2.3 介导细胞粘附
CTGF不但是可以与肝素相结合的ECM蛋白，又是可以与血小板相结合的反应蛋白、其中von Willebrand 因子与其它ECM 等与细胞上的整合素也具有结合的功能。CTGF通过内皮细胞的α5β3整合索、血小板的α2bβ3整合素、αbβ1整合素及成纤维细胞表面的乙酰肝素硫酸酯蛋白聚糖（heparan sulfate proteoglycans，HSPGs）介导完成了促进细胞粘附、增殖和存活功能[10]。整合素同时也可以与局部粘附的激酶相结合，细胞间信号以片状伪足的方式或者纤毛方式进行传播。，CTGF相比成纤维细胞粘附至纤维结合素而言，与介导粘附作用的范围就呈现出更加广泛的趋势，由此产生的激活细胞内信号转导分子则至少可以维持P42/P44MAPKs（mitogen activated protein kinase，丝裂原激活的蛋白激酶）的激活状态达9h之久，从而延长了基因的表达时间。经过实验研究发现，CTGF蛋白可剂量依赖性地促进人皮肤微血管内皮细胞和牛动脉内皮细胞（BAECs）的粘附，细胞粘附可被CTGF的抗体所阻断。
1.2.4 刺激细胞迁移
CTGF在整合素αvβ3的参与下具有化学运动性和化学趋化性，可以促进内皮细胞的迁移[11]。Fan等[12]人经过实验研究发现，体外实验中如果出现CTGF表达过度现象，那么血管平滑肌细胞将会明显的出现生长率和迁移率增加的现象，并且改作用也可以被CTGF中和性抗体逆转。Shimo等[13]人经过实验研究发现，培养皿中那些处于增殖期和正在迁移至空白区域的细胞的CTGF表达明显呈现阳性，应用CTGF反义寡核苷酸和反义RNA则可以减缓和阻滞细胞的增殖和迁移。CTGF的趋化活性被αvβ3的单克隆抗体所抑制。
1.2.5 促进血管形成 1.2.5 促进血管形成
在损伤修复和纤维化疾病过程中，常常同时出现细胞外基质沉积和血管形成。重组CTGF（rCTGF）则可有效的促进血管内皮细胞的粘附、增殖和迁移作用，同时也可以诱导血管内皮细胞形成管状结构，在这方面比比其他的生长因子（碱
性成纤维细胞生长因子或血管内皮生长）作用强。包含0.5～2ug CTGF的玻璃光纤圆盘植入鸡胚胎鸟囊膜中，5天后即可快速刺激毛细血管的生成。把包含有100ng CTGF重组蛋白的吸水性丙烯酸聚合小球植入大鼠的角膜内时，可观察到明显的血管新生的效应。CTGF缺陷的小鼠的生长曲线上血管内皮生长因的表达和血管新生减少，呈现出由于软骨细胞增殖和细胞外基质产生的缺陷从而导致骨骼发育的缺陷。CTGF在对血管的促进作用可以有效的发生在体内和体外。由于CTGF在肿瘤细胞中高度表达从而增加了肿瘤发生的可能性并增加了肿瘤的体积。人的乳腺癌细胞MDA231和人纤维肉瘤HT1080注入裸鼠中呈现出强烈的血管新生反应。与非血管新生肿瘤比较，免疫组化和mRNA的检测证实该血管新生与CTGF的表达呈正相关[14]。有体外实验[15]研究表明，内皮细胞中的CTGF在bFGF和VEGF作用下活化，促进内皮细胞生长、移行、粘附及存活。除受炎症、损伤刺激外，CTGF可能还参与正常内皮细胞及血管的生成过程。
CTGF能够刺激细胞外基质产生、成纤维细胞增殖、肉芽组织形成和纤维化。Twigg等[16]发现在人成纤维细胞中，重组CTGF诱导纤维连接蛋白mRNA的表达和蛋白质的合成，并呈剂量依赖性关系。CTGF中和性抗体可以显著降低但不能完全抑制这种作用。Shi-wen等[17]通过对体外培养的人皮肤成纤维细胞的研究发现转染CTGF反义基因或用中和性抗体都能抑制TGFβ1诱导的细胞外基质如胶原等的合成。而转染CTGF重组体使之表达或直接应用、重组CTGF刺激都能导致细胞外基质合成，这表明CTGF能够直接诱导结缔组织细胞增殖和细胞外基质合成。在多种细胞中，CTGF蛋白作用或CTGF基因转染都能刺激纤维连接蛋白Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ型胶原、层粘连蛋白、整合素等细胞外基质成分合成。用抗CTGF中和抗体或CTGF反义核酸来阻滞CTGF的作用，能抑制某些药物或TGFβ所诱导的细胞外基质成分产生。动物实验表明，在许多纤维化疾病模型都有CTGF的高表达。在人体多种器官纤维化疾病、创口愈合等过程，都伴随有CTGF表达的增高，提示CTGF广泛地参与了生成细胞外基质的生理或病理过程。 1.2.7 促进软骨增生和骨骼发育
研究表明，处于生长期的体外培养兔软骨细胞可高水平表达CTGF mRNA，而处于休眠期的软骨细胞则不表达CTGF mRNA；但在某些病理状态下，如高血压、高血流等导致器官组织承受较高机械负荷时，该组织器官CTGF的表达可显
著上调[18]。一定的压应力可明显促进体外培养的兔髁突软骨细胞CTGF mRNA的表达[19]。体外实验研究发现[20]，牛磺酸能通过激活细胞间信号调节（ERK）途径明显增强CTGF mRNA在成骨细胞中的表达。此外，前列腺素E2则可以有效的提高CTGF基因的表达功能和作用，调节成骨细胞的分化从而对骨骼的发育有着重要的影响作用。因此，CTGF对于在软骨的发生和骨骼的发育以及重塑中也起着十分重要的作用。 1.3 CTGF的作用机制
CTGF在细胞内具体的作用机制现在还不是很清楚，目前主要有两种结论。一是调控细胞周期（Cyclin A）的活性：在悬浮培养的NRK成纤维细胞，CTGF等通过周期依赖蛋白激酶抑制剂（Cyclin-dependent kinase inhabitor，CDKI）降低细胞内p15（INK4）、p21（Cipl）、p27（Kipl）的水平，使pRb磷酸化并释放出E2F（一种调节Cyclin A基因转录的分子），E2F出现上调以后可以有效的促进细胞周期由G1晚期进入S期，从而对成纤维细胞的增殖起到重要的促进作用。二是影响信号转导通路：CTGF通过p44/42有丝分裂原蛋白激酶/细胞外信号调节激酶（ERK）信号通路诱导软骨细胞增生，通过p38有丝分裂原蛋白激酶（p38MAPK）信号通路诱导软骨细胞分化。 1.4 CTGF的分布
研究证实CTGF广泛存在于人类多种组织器官中，多种细胞都可表达。RNA印迹分析CTGF polya RNA在成年人的脾脏、卵巢、胃肠道、前列腺、心脏和睾丸中发现有较高的表达水平，在胸腺、胎盘、肺、骨骼肌、肾脏和胰腺则表达较低，而在脑、肝和外周红细胞则不表达。免疫组织化学分析在大脑皮层和脊髓灰质均有CTGF的表达，在大脑室的室管膜细胞、大脑皮层的星形细胞、脊髓中央管的脑室膜细胞以及皮层III和V的锥体细胞中也检测到有较强的阳性信号。研究表明，CTGF在鼠胚胎4.5～6.5天就有表达，大多数分布在内胚层和中胚层，而胚胎发育至14～18天后就在各组织中表达，且多数分布在具有排泄分泌功能的组织中：如肾小管和唾液腺等。 2 CTGF表达的调控 2.1 刺激CTGF表达的因素 2.1.1 TGFβ1