LRP1

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LRP1LDL receptor-related protein 1,又称 CD91α2-Macroglobulin Receptor)是一种巨大的多功能清道夫受体,被誉为细胞表面的“分子吸尘器”。它能识别并内吞超过 40 种结构迥异的配体,包括载脂蛋白 (ApoE)、蛋白酶抑制剂复合物 (如 PAI-1-tPA)、细胞外基质蛋白及毒素。LRP1 在维持组织稳态中起着核心作用:在肝脏中,它是清除乳糜微粒残余的关键受体;在脑血管单元中,它是将神经毒性蛋白 Amyloid-β (Aβ) 逆向转运出大脑、穿过血脑屏障 (BBB) 的主要通道。除了内吞功能,LRP1 的胞内段含有磷酸化位点,能充当信号转导受体,调节细胞迁移、存活及炎症反应。

LRP1
Gene: LRP1 (点击展开)
Aβ清除受体 / 多功能清道夫
基因符号 LRP1
常用别名 CD91, A2MR, LRP
染色体位置 12q13.3
Entrez Gene 4035
UniProt ID Q07954
蛋白类型 内吞受体 / 信号受体
分子量 ~600 kDa (加工后)
氨基酸数 4544 aa (巨大)
结构组成 α链 (515 kDa) + β链 (85 kDa)
关键伴侣 RAP (LRPAP1)

分子机制:双链受体的精细分工

LRP1 在内质网中合成为一条巨大的前体蛋白,随后被弗林蛋白酶 (Furin) 切割为非共价结合的两个亚基,各司其职。

  • 胞外 α 链 (捕获):
    包含 4 个配体结合簇(Cluster I-IV)。它能识别并结合包括 ApoE 脂蛋白、蛋白酶-抑制剂复合物(如 uPA-PAI-1)、生长因子(如 TGF-β)在内的多种底物,启动受体介导的内吞。其折叠需要专用分子伴侣 RAP (Receptor Associated Protein) 的协助,以防在分泌前过早结合配体。
  • 胞内 β 链 (转运与信号):
    包含跨膜域和胞质尾区。胞质区含有两个 NPXY 模体,不仅负责将受体引导至包被小窝进行内吞,还能充当支架蛋白,结合 Shc, Fe65, PSD-95 等信号分子,调节 MAPK 或 AKT 通路,甚至经 γ-分泌酶剪切后入核调控转录 (LRP1-ICD)。
  • 脱落 (Shedding):
    LRP1 的胞外域可被金属蛋白酶脱落,形成可溶性 LRP1 (sLRP1),在血液中作为配体的“诱饵受体”,调节炎症和清除。


临床图谱:阿兹海默症的守门员

血脑屏障清除假说 (BBB Clearance)

LRP1 是脑内 Aβ 代谢的关键。位于脑毛细血管内皮细胞(血脑屏障)基底侧的 LRP1 结合脑间质液中的 ,将其转运至血液侧排出。
病理: 在 AD 患者中,微血管内皮 LRP1 表达随年龄显著下降,导致 Aβ 清除受阻,促进脑内淀粉样斑块沉积。

疾病类型 变异/机制 临床意义
阿兹海默症 (AD) 表达下调 / 氧化损伤 内皮 LRP1 水平下降是 AD 早期病理事件。ApoE4 (AD高危因子) 与 Aβ 竞争结合 LRP1,进一步抑制了 Aβ 的清除效率。
动脉粥样硬化 平滑肌 LRP1 缺失 LRP1 调节血管平滑肌细胞 (VSMC) 的PDGF信号。缺失 LRP1 导致 VSMC 疯狂增殖和去分化,加速斑块形成。
肿瘤转移 表达降低 在许多侵袭性癌症中 LRP1 低表达。因为 LRP1 负责清除 uPA/MMP9 等蛋白酶,其水平下降导致微环境蛋白酶活性升高,促进侵袭。
凝血障碍 清除 凝血因子VIII LRP1 是 FVIII 的主要清除受体。抑制 LRP1 可延长 FVIII 半衰期,是血友病 A 的潜在治疗策略。

治疗策略:特洛伊木马

LRP1 的高转运能力使其成为药物递送的理想靶点,特别是在难以穿透的血脑屏障领域。

  • 跨 BBB 药物递送 (Angiopep-2):
    利用 LRP1 配体的模拟肽(如 Angiopep-2)连接化疗药物(如紫杉醇,即 GRN1005)。该结合物被内皮细胞的 LRP1 识别并转吞入脑,实现“特洛伊木马”式递送,用于治疗脑转移瘤或胶质瘤。
  • Statins (他汀类药物):
    研究表明,他汀类药物不仅降脂,还能上调脑微血管内皮细胞的 LRP1 表达,从而促进 Aβ 清除,这解释了其潜在的 AD 预防作用。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Herz J, et al. (1988). Surface location and high affinity for calcium of a 500-kd liver membrane protein closely related to the LDL-receptor suggest a physiological role as receptor. EMBO Journal. 1988;7(13):4119-4127.
[学术点评]:发现之源。首次克隆并描述了这一巨大的受体,因其结构与 LDL 受体相似而命名,开启了 LRP 家族研究。

[2] Shibata M, et al. (2000). Clearance of Alzheimer's amyloid-ss(1-40) peptide from brain by LDL receptor-related protein-1 at the blood-brain barrier. Journal of Clinical Investigation. 2000;106(12):1489-1499.
[学术点评]:机制突破。首次证实了 LRP1 是血脑屏障上清除 Aβ 的主要转运体,确立了其在 AD 发病机制中的核心地位。

[3] Strickland DK, et al. (1990). Sequence identity between the alpha 2-macroglobulin receptor and low density lipoprotein receptor-related protein suggests that this molecule is a multifunctional receptor. Journal of Biological Chemistry. 1990;265(29):17401-17404.
[学术点评]:功能统一。证实了 LRP1 和 α2-巨球蛋白受体 (A2MR) 是同一种蛋白质,极大地扩展了对其配体谱的认知。

[4] Boucher P, et al. (2003). LRP: role in vascular wall integrity and protection from atherosclerosis. Science. 2003;300(5617):329-332.
[学术点评]:血管保护。通过平滑肌特异性敲除小鼠,证明了 LRP1 是维持血管壁完整性和防止动脉粥样硬化的关键保护因子。

           LRP1 (CD91) · 知识图谱
识别配体 ApoEPAI-1/uPA • A2MtPAMMP9
关键疾病 阿兹海默症 (Aβ清除障碍) • 动脉粥样硬化脑胶质瘤
生物机制 受体介导内吞血脑屏障转运NPXY模体RAP
应用技术 Angiopep-2 (脑靶向递送) • Cre-LoxP (条件敲除研究)