第二节  ABCA1的结构与分布

人类ABCA1基因定位于9q31, 在上个世纪90年代末期, 已经确定了完整的人类ABCA1基因序列, 包括它们的启动子和调控元件。人类完整ABCA1基因序列包含1453bp启动子, 146581bp内含子和外显子, ABCA1片段长度149 kb, 包含50个外显子和49个内含子。转录起始位点位于蛋氨酸密码子上游315 bp, 编码6783 bp开放阅读框架, 因此, ABCA1蛋白质是由2261个氨基酸组成, 分子量为254kD的膜转运蛋白。转录起始位点上游1453bp是调节脂肪代谢转录因子的结合位点。ABCA1是具有跨膜结构域(transmembrane domain,TMD)的对称结构, 这个跨膜结构域是一个包括6个跨膜束片段 (transmembrane segment,TMS)和1个核苷酸结合结构域(nucleotide binding domains,NBD)的串连重复序列。在核苷酸结合结构域可以找到所有的特征性的结构基序, NBD是ATP结合位点, 提供物质跨膜转运所需的能量。ABCA1 具有一个导向进入胞质溶胶的N末端和2个大的细胞外环, N 端40个氨基酸序列存在高度保守性, 细胞外环高度糖基化并且与一个或多个半胱氨酸带连接。TD和FHD病人存在ABCA1各种突变, 这些突变主要发生在ABCA1结合区域和N端。

广泛分布的ABCA1 mRNA具有多种变化的特异性位点。据报道, 在人类和狒狒的肝脏、胎盘、小肠和肺的ABCA1 mRNA表达水平最高, 而在胰腺、骨骼肌、卵巢、前列腺、乳腺和骨髓中ABCA1 mRNA表达水平最低。在小鼠肝脏、肾、肾上腺、心脏、膀胱、睾丸和脑中ABCA1 mRNA表达水平最高。Farke等研究了牛体内ABCA1的分布, 在牛所有组织中都找到了ABCA1, 其中肺、食道、子宫、脾和肌肉表达最高。在人和鼠类来自不同的外显子1序列(外显子1b, 外显子1c和外显子1d) 的转录本其组织特异性表达模式相似。外显子1d转录本绝大部分表达在肝脏和巨噬细胞, 其中肝脏中的能够较快地对高脂饮食作出反应。外显子1b转录本主要在肝脏、睾丸和巨噬细胞表达, 在高脂饮食条件下,巨噬细胞中表达上调。外显子1c转录本表达广泛, 在高脂饮食条件下, 鼠的大脑和胃表达上调。

在细胞水平, ABCA1 表达多见于巨噬细胞、T细胞和B细胞等炎症细胞, 也可见于纤维母细胞、间质细胞和肝细胞等非炎症细胞。Lawn等用原位杂交法检测狒狒正常组织和人正常主动脉以及人动脉粥样硬化主动脉ABCA1 mRNA 表达情况, 他们发现ABCA1在含有炎症细胞和淋巴细胞的组织中有广泛地表达, 非炎症细胞也有ABCA1 表达, 其中包括肾髓质小管细胞、睾丸间质细胞和狒狒大脑神经胶质细胞。虽然正常静脉和动脉没有表达ABCA1 mRNA, 但是发现在As阶段ABCA1 mRNA表达上调, As 中的巨噬细胞表达大量的ABCA1 mRNA。在As病变中的巨噬细胞有大量的ABCA1 mRNA表达, 可能为As组织中巨噬细胞对脂质超负荷的反应性增加所致; 而一些晚期As斑块内的巨噬细胞没有ABCA1的表达, 这可能与这些巨噬细胞ABCA1调节途径遭到破坏所致或对信号缺少反应有关。在细胞水平, ABCA1主要定位于细胞膜。这种定位是ABCA1作为脂质流出转运体的必要条件。