肿瘤&骨质疏松治疗新靶标 —  组织蛋白酶（Cathepsin）

        组织蛋白酶（Cathepsin），即溶酶体蛋白水解酶，是存在于大多数动物组织中的细胞内肽键水解酶。目前在在生物界已发现组织蛋白酶20余种，人体中主要存在11种，它们在人的生理和病理中都发挥着重要作用，与人类肿瘤、骨质疏松、关节炎等多种重大疾病密切相关，是近年来备受关注的一类靶标蛋白酶。

1.1 Cathepsin家族的分类

        根据蛋白水解机制，组织蛋白酶主要包括半胱氨酸组织蛋白酶、丝氨酸组织蛋白酶（Cathepsin A和Cathepsin G）和天冬氨酸氨酸组织蛋白酶(Cathepsin D和Cathepsin E)。其中半胱氨酸组织蛋白酶是其中最重要的一类，它由11个成员组成（Cathepsin B、C、F、H、K、L、O、S、V、W和X），其中以Cathepsin B研究最多，它们都拥有由半胱氨酸、组氨酸和天冬酰胺组成的保守活性位点。

1.2 Cathepsin的合成

        组织蛋白酶是由无活性的前体酶原（preprocathepsin）水解而成，其在体内的合成途径为：首先在核糖体结合膜上以前体酶原的形式合成，经转铁蛋白先进入内质网，然后进入高尔基体，同时通过糖基化及磷酸化作用形成甘露糖-6-磷酸蛋白，最后通过溶酶体上甘露糖-6 -磷酸特异性受体的识别作用，间接转运到溶酶体中。

1.3 Cathepsin与病理过程的关系

        组织蛋白酶主要存在于溶酶体中，发挥其生理状态下的蛋白水解作用。但在某些特定情况下，胞外也可以检测到它的存在。胞外酶的存在会导致胞外蛋白的水解，多与恶性疾病有关。近年来研究表明组织蛋白酶越来越被认为是在病变、肿瘤入侵、免疫系统相关疾病以及各种寄生虫感染疾病中起作用的。

        肿瘤——肿瘤病人的主要死因就是因为胞外基质、基底膜被降解，使得肿瘤细胞能够离开肿瘤组织进行转移。降解的过程所需的蛋白酶就包括多种组织蛋白酶，它们通过蛋白水解作用以促进肿瘤的空间扩张、肿瘤血管的生成和血管内外肿瘤细胞的转移。目前在多种人类肿瘤中都已经发现组织蛋白酶表达水平上调，尤其是Cathepsin B。

        骨质疏松—— 骨质疏松是在骨代谢过程中，骨吸收大于骨形成所造成的一种疾病，是老年人尤其是绝经期及经期后妇女中的一种常见疾病。骨吸收过程中，破骨细胞首先附着于骨骼表面，形成相对封闭的骨吸收环境，分泌质子和蛋白水解酶，先溶解骨矿物质，继而降解骨基质，导致骨空洞形成。而在溶骨过程中，发挥主要作用的就是组织蛋白酶中的Cathepsin K。

        其他疾病——组织蛋白酶还参与了其他许多疾病的发生。有研究证明在动脉粥硬化的平滑肌等细胞中含有大量的免疫反应性Cathepsin S和Cathepsin K。这两种酶都有很强的弹性蛋白酶活性，它们可能通过降解弹性动脉壁，使得血管壁重建，从而促进动脉粥样硬化过程中动脉斑的形成。另外，人体中组织蛋白酶的异常可会导致许多疾病的发生，如Cathepsin K基因突变或者缺乏会导致固缩骨发育障碍。

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