α防御素 1

防御素是一组由中性粒细胞产生的杀菌和细胞毒性肽。达赫等人（1988）指出，3 种人类防御素，也称为人类中性粒细胞肽-1（HNP1）、HNP2 和 HNP3（ 604522 ），约占中性粒细胞总颗粒蛋白的 30%。从人早幼粒细胞白血病 cDNA 文库中，Daher 等人（1988）编码 HNP1 和 HNP3 的分离克隆。对这些克隆的分析表明，防御素是由 94 个氨基酸的前体蛋白制成的，必须将其切割才能产生成熟的肽。成熟的 HNP1 和 HNP3 各含有 30 个氨基酸，除 N 端氨基酸外完全相同。HNP2 可以通过 HNP1 和/或 HNP3 的降解或加工形成，因为它缺少这种 N 端氨基酸，并且在其他方面与 HNP1 和 HNP3 相同。在正常骨髓细胞中检测到防御素 mRNA，但在外周血白细胞中未检测到。

火星等人（ 1987 , 1988 ）分离出 2 个重叠的 cDNA 克隆，它们代表在选定的髓样白细胞亚群中高度表达的 mRNA。核苷酸序列表明，该髓系相关序列（MRS）可能编码一个独特的 93 个氨基酸的蛋白质，包括一个 18 个氨基酸的前导序列。

▼ 基因功能

刘等人（1997）报道人类有 7 种防御素：6 种 α-防御素和一种 β-防御素（DEFB1; 602056 ）。嗜中性粒细胞的α-防御素1至4（DEFA4; 601157）是在嗜中性粒细胞的杀微生物颗粒（发现甘兹和莱勒，1995 ;）和α-防卫素5（DEFA5 600472和6（DEFA6）600471）位于的帕内特细胞肠道。DEFB1 似乎参与了呼吸道、泌尿道和阴道等表面上皮的抗菌防御。

在人类呼吸道中，腔内衬上皮细胞和腔内细胞（例如多形核细胞）参与先天免疫反应。这些细胞在其表面分泌或表达精氨酸特异性 ADP 核糖基转移酶。防御素是免疫细胞分泌的抗菌蛋白，富含精氨酸，导致Paone 等人（2002）假设 ADP 核糖基化可以改变它们的生物活性。他们发现气道上皮细胞上存在的精氨酸特异性 ADP 核糖基转移酶-1 修饰了 α-防御素-1 的 arg-14。ADP 核糖基化防御素 1 具有降低的抗菌和细胞毒性活性，但仍刺激 T 细胞趋化性和 A549 细胞释放 IL8。此外，ADP 核糖基化防御素 1 抑制未修饰防御素 1 的细胞毒性和抗菌活性。帕内等人（2002）在吸烟者的支气管肺泡灌洗液中发现了 ADP 核糖基化防御素-1，而不是非吸烟者，证实了它在体内的存在。因此，气道单 ADP 核糖基转移酶可以通过修饰 α-防御素 1 和其他基本分子，改变其生物学特性，在先天免疫反应中发挥重要的调节作用。

人类 α 和 β 防御素基因聚集在 8p23 上，该基因座还包含逆环素假基因。科尔等人（2002）据报道，人骨髓表达的 mRNA 与恒河猴环状微型防御素的前体同源。尽管其信号序列中的终止密码子表明人类转录物现在代表了一个表达的假基因，但他们利用其序列和从恒河猴研究中获得的信息合成了逆环素，即推定的人类祖先圆形迷你防御素。Retrocyclin 显着保护人类 CD4（+）细胞免受 HIV-1 体外感染，无细胞毒性，并在生理盐水中有效杀死某些细菌。作者建议，逆周期蛋白样药物可能有助于局部预防性获得的 HIV-1 感染。科尔等人（2002）表示不可能知道逆环素的进化丧失是否导致人类对 HIV-1 感染的易感性。

王等人（2003）指出逆环素不同于α-和β-防御素，属于第三个防御素亚家族，θ-防御素。Biacore 和糖苷酶分析表明，逆环素是一种脊椎动物凝集素，可与 O 和 N 连接的糖结合，包括 CD4 和 HIV gp120 糖蛋白。

沃克等人（1986）描述了来自某些 HIV-1 感染个体的 CD8（见186910 ） T 细胞以非主要组织相容性复合体（MHC） I 类限制性和非细胞接触依赖性方式分泌的抗 HIV 因子。该因子称为 CAF（CD8 抗病毒因子），耐热、耐酸且分子量低。CAF 由临床稳定的 HIV-1 感染患者（即所谓的长期非进展者（LTNP））以相对较高的水平产生，而不是由进展者产生。科奇等人（1995）确定了 β 趋化因子 CCL5（ 187011 ）、CCL4（ 182284 ）和 CCL3（ 182283））具有 CAF 样活性，但仅针对嗜巨噬细胞而非嗜 T 细胞病毒分离株，因为它们通常使用 CCR5（ 601373 ）。Zhang 等人使用蛋白质芯片系统和质谱和蛋白质数据库分析（2002）鉴定了三个 3.3 至 3.5 kD 蛋白质的簇，DEFA1、DEFA2 和 DEFA3（ 604522 ），由 LTNP 和大多数正常个体分泌，但不由进展者分泌。DEFA1-、DEFA2- 和 DEFA3 特异性抗体以剂量依赖性方式消耗抗病毒活性，特别是针对使用 CXCR4 的病毒（ 162643）而不是 CCR5 作为辅助受体。添加合成或纯化的天然防御素可在体外抑制 HIV-1 复制。流式细胞术分析确定，除了中性粒细胞外，还有一小部分 CD8 阳性 T 淋巴细胞含有并分泌 DEFA1、DEFA2 和 DEFA3。张等人（2002）提出，这些防御素解释了 CAF 的大部分抗 HIV-1 活性，而这与 β 趋化因子无关。

张等人（2003）研究了 DEFA，尤其是 DEFA1，是否有助于 CAF 介导的 HIV-1 转录抑制。他们发现 DEFA1 抑制病毒进入后的 HIV-1 感染，但 DEFAs 不参与抑制 HIV-1 基因表达和归因于源自疱疹病毒 saimiri 转化的 CD8 阳性细胞的 CAF 的长末端重复激活。

孤立地，Mackewicz 等人（2003）表明 DEFA1、DEFA2 和 DEFA3 通过直接灭活 HIV 颗粒和降低 CD4 阳性 T 淋巴细胞复制病毒的能力来表现出抗 HIV 活性。免疫细胞化学和 RT-PCR 分析检测到中性粒细胞和单核细胞中 DEFA 的表达，但未在 CD8 阳性 T 细胞中检测到。DEFAs 特异性抗体不会阻断 CAF 活性 CD8 阳性细胞培养液的抗病毒活性，这表明虽然 DEFAs 具有抗 HIV 作用，但它们与 CAF 不同。

在基于 RT-PCR 分析和对其细胞培养系统的仔细解剖的撤回中，Zhang 等人（2002）得出结论，他们对 DEFA 可能的 CD8 阳性 T 淋巴细胞来源的初步解释是不正确的。在没有污染的中性粒细胞饲养细胞的情况下，CD8 阳性细胞的 CAF 活性不能归因于 DEFA。然而，无论病毒株或靶细胞如何，中性粒细胞衍生的 DEFA 确实具有有效的抗 HIV-1 活性。

炭疽致死毒素是一种细菌致死因子和保护性抗原蛋白的组合，在炭疽发病机制中起主要作用。金等人（2005）表明 HNP1、HNP2 和 HNP3 可以中和炭疽致死毒素活性并保护体外和成年小鼠的小鼠巨噬细胞。他们提出这些防御素具有用于炭疽免疫治疗的潜力。

通过使用能够感染 HeLa 细胞的假病毒筛选抑制人乳头瘤病毒（HPV）感染的化合物，Buck 等人（2006）发现 DEFA1、DEFA2、DEFA3 和 DEFA5 是粘膜和皮肤 HPV 的有效拮抗剂。DEFA4 活性较低，DEFA6、DEFB1 和 DEFB2（DEFB4; 602215）几乎没有活动。DEFA5 对性遗传的 HPV 类型特别有效。DEFA1 和 DEFA5 还抑制 HPV 介导的其他细胞类型的转导。免疫荧光共聚焦显微镜显示抑制发生在病毒粒子从内吞囊泡逃逸的水平，但不是在病毒粒子结合或内化，并且假病毒在最初与细胞结合后数小时内仍保持敏感。具有较低抗菌活性的突变 DEFA2 肽，野生型 DEFA2 保留了抗 HPV 作用，这表明将其掺入局部杀菌剂可以增强阴道的先天防御，而不会破坏正常菌群。

使用 ELISA 和实时 PCR，Sthoeger 等人（2008）发现 HBD2（DEFB4）在系统性红斑狼疮（SLE; 152700 ）患者的血清中检测不到，并且 HBD2 mRNA 在 SLE 患者的全血中较低，与对照组相似。相比之下，与对照组相比，所有 SLE 患者的 DEFA2 水平显着更高，60% 的患者血清水平非常高。高 DEFA2 水平与疾病活动相关，但与中性粒细胞数量无关，表明中性粒细胞脱颗粒可能导致 SLE 患者分泌 α-防御素。DEFA2 水平降低至正常范围与疾病改善相关。

▼ 测绘

Cryptdin 是一种防御素相关肽，在肠隐窝的上皮细胞中表达；因此，它的名字。Ouellette 等人使用来自小鼠/仓鼠体细胞杂交体的 DNA 的 Southern 印迹分析和重组近交品系中的品系分布模式分析（1989）表明鼠类隐蛋白基因座（Defcr）位于 8 号染色体上。其他位于人类 8p 上的基因在小鼠 8 号染色体上发现。

Ouellette 和 Lualdi（1990）在 8 号染色体上鉴定了一个相关的小鼠基因座 Crs1c（Defcr-rs1）。

斯帕克斯等人（1989）使用防御素 HNP1 的 cDNA 插入片段将基因定位到人类染色体 8p23，使用小鼠/人类体细胞杂交面板和与正常人类中期染色体的原位杂交。由于 HNP1 防御素和其他防御素之间的相似性，他们怀疑这些基因中的 2 个或更多可能对应到 8p23 区域。

MRS 基因由 Mars 等人定位（ 1987 , 1988 ）通过对体细胞杂交 DNA 的 Southern 分析将其定位到 8 号染色体，并通过与中期染色体的原位杂交定位到 8q21.1-q23。

▼ 细胞遗传学

由于涉及 8 号和 21 号染色体的相互易位的断点以被称为 ANLL-M2 的髓细胞白血病的形式发生在 8q22，因此 MRS 可能具有病理学意义。火星等人（1988）发现，当使用携带来自 2 名不同 M2-ANLL 患者的单个 8q- 或单个 21q+ 染色体的体细胞杂交 DNA 进行 Southern 印迹杂交时，仅在含有 8q- 染色体的杂交体中检测到信号. 参见Lehrer 等人的评论（1991）。

▼ 分子遗传学

奥尔德雷德等人（2005）在染色体 8p23.1 上的 19-kb 串联重复阵列中，确定了 DEFA1 和 DEFA3 基因的数量和位置的变异，因此 DEFA1 和 DEFA3 基因似乎是串联基因阵列中可互换的变异框。在来自英国的 111 个对照个体的样本中，每个二倍体基因组的基因拷贝总数在 4 到 11 个之间变化，其中大约 10% 的人完全缺乏 DEFA3。DEFA1 在所有研究的类人猿中似乎都处于高拷贝数；在重复单元中的 1 个可变位点，这两种变体自分化以来一直存在于人类、黑猩猩和大猩猩中。对人类白细胞表达水平的分析表明，DEFA1:DEFA3 mRNA 的相对比例与相应基因数量之间存在明显的相关性。然而，总（DEFA1+DEFA3） mRNA 水平与总基因拷贝数之间没有关系，表明反式作用因子的叠加影响。由于 DEFA1 在其他猿类中的高拷贝数持续存在，奥尔德雷德等人（2005）提出了一种替代模型，用于通过复制和发散的新基因进化的早期阶段。