不可不知的Lipocalin-2基因

Lipocalin-2（LCN2），又名24p3，p25，MSFI，中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白NGAL，噬铁蛋白（siderocalin）。是一种25kda的分泌蛋白，是lipocalin超家族的一员。在多种细胞中表达。是甾体、脂多糖、铁和脂肪酸等亲脂小分子的转运蛋白。

具有脂质运载蛋白家族典型的三级结构特征：由8个反向平行的β转角形成β桶装结构。β桶底部有横贯桶底部的多肽片段封闭，另一端成开放式结构，并连接4个回文形式相连的环区结构。环区与开放式结构共同形成了输水配体分子进入桶内的入口通道。4个环区结构高度变异，导致了其特异的结合活性。

LCN2与癌症

LCN2在多种细胞中表达，参与多种疾病和疾病的进展。LCN2在各种癌症的发生、发展和转移中发挥重要作用。此外，LCN2的异常表达也与肿瘤的化疗和放疗耐药表型有关。它的多重功能及其在不同类型癌症中的广泛表达，提示LCN2既可以作为一种有价值的诊断和预后生物标志物，也可以作为一种潜在的新的治疗靶点。除下图总结外，还参与口腔癌、甲状腺癌、食道癌、结肠癌、胆管癌、膀胱癌、前列腺癌、卵巢癌、乳腺癌、子宫癌、白血病等其他癌症。

LCN2参与各种癌症，部分机理是其对铁转运的调节。铁元素通过参与氧化损伤、分泌炎性因子、改变信号通路、影响免疫系统等过程，在肿瘤的发生发展中发挥重要的促进作用。LCN2由肿瘤微环境中的肿瘤相关巨噬细胞分泌。通过结合不同的配体与受体参与铁的运输，保护基质金属蛋白酶-9活性，分泌细胞因子等机制，参与肿瘤细胞的增殖与凋亡、肿瘤细胞的侵袭与转移，以及肿瘤血管生成过程而影响肿瘤的治疗与预后。其中，LCN2的存在形式不同，对铁的运输方式不同，因而其对肿瘤细胞增殖与凋亡的调控作用不同。另外，LCN2对信号通路影响的差异，造成LCN2在不同肿瘤，甚至相同肿瘤的研究中获得结果不一致。

LCN2与中枢神经系统疾病

LCN2是中枢神经系统（CNS）中多种细胞表型的调节因子，如细胞死亡、存活、形态、迁移、侵袭、分化和功能极化。LCN2诱导中枢神经系统产生趋化因子以应对炎症挑战，并积极参与先天性免疫反应、细胞铁内流、神经炎症、神经退行性病变例如阿尔兹海默症和帕金森病、出血性和缺血性脑中风及其他脑损伤的调节。LCN2还调节多种生物行为反应，包括疼痛敏感性、认知功能、情绪行为、抑郁、神经兴奋性和焦虑。LCN2参与AD发病和发展，可能是AD发病机制和发病风险调控的重要靶点。

LCN2最近成为与衰老相关的认知功能衰退的潜在临床生物标志物。尽管如此，对于LCN2在病理生理过程中的作用仍有不同的观点，一些研究指出其对神经有害，而另一些研究则表明LCN2具有神经保护作用。

LCN2与代谢性疾病

LCN2参与糖尿病，糖尿病肾病、肥胖症、动脉粥样硬化等代谢性疾病。LCN2可能影响代谢综合征的各个方面。研究表明，即使在调整了体重指数后，血清LCN2与空腹血糖、胰岛素抵抗指数的稳态模型评估和炎症标志物高敏C反应蛋白呈正相关，这表明它是调节胰岛素抵抗、糖尿病和炎症的关键因子，影响着外周代谢和心血管功能。韩国的一项研究发现超重/肥胖妇女血清LCN2水平升高可作为发生代谢综合征（MetS）风险的生物标志物；血清LCN2水平与膳食饱和脂肪酸呈正相关；血清NGAL水平随MetS危险因素的增加成比例增加。

LCN2也被认为是一种脂肪因子，在肥胖中上调，是胰腺疾病发展的共同因素。关于LCN2在胰腺疾病中的作用的研究结果一直是矛盾的。在胰腺癌和胰腺炎中，LCN2已被确定为一种潜在的生物标志物。

LCN2与肾损伤

Lipocalin-2是肾损伤的生物标志物，还可作为慢性肾脏病、造影剂肾病和肾移植的早期诊断物。在急性肾损伤(AKI)的2小时内，高水平的Lipocalin-2被分泌到血液和尿中。机体的Lipocalin-2水平与AKI的严重程度成正比。心脏手术相关急性肾损伤（CSA-AKI）中性粒细胞明胶酶相关脂蛋白（NGAL）和G1细胞周期阻滞生物标志物作为生物标志物的诊断能力已在大量临床试验中得到证实。

LCN2与炎症

LCN2是一种天然免疫蛋白，已被证明与急慢性炎症有关。参与当前肥胖症大流行相关的炎症状态。在肠道源性败血症中，LCN2似乎通过维持微生物群的动态平衡和发挥抗氧化策略，以及通过使巨噬细胞失活和诱导免疫细胞凋亡来终止全身炎症反应来减轻肠道屏障损伤。肠道中的LCN2显示抗炎活性，但在其他实验环境中，它也表现出促炎活性。在代谢性炎症、2型糖尿病（T2DM）或非酒精性脂肪性肝炎（NASH）的动物模型中，LCN2的表达增加有利于炎症的发生。

LCN2也被认为是一种趋化因子诱导剂和星形胶质细胞经典的促炎性激活的自分泌促进剂。星形胶质细胞衍生的LCN2作为中枢神经系统炎症介质，在神经炎症性疾病中发挥作用。

而LCN2的增加部分通过促炎症作用参与心脏代谢疾病的发展

LCN2与系统免疫性疾病

LCN2在狼疮性肾炎中发挥作用。结节病患者的NGAL水平明显高于参考人群。LCN2通过调节中性粒细胞功能参与银屑病的发病过程，可能成为治疗银屑病的潜在靶点。LCN2已成为一种有用的风湿性疾病生物标志物，是多发性硬化症潜在临床生物标志物。

LCN2与感染及其他疾病

LCN2在肠道源性败血症、新生儿败血症、脓毒症等感染性疾病中发挥作用。

在眼部疾病，特别是年龄相关性黄斑变性（AMD）、掌跖脓疱性银屑病中发挥作用。LCN2水平在高血压、缺血、贫血、低蛋白血症、或心律失常时升高。是心力衰竭的功能性生物标志物。血浆LCN2是鉴别哮喘慢性阻塞性肺疾病重叠患者和哮喘患者的有价值的生物标志物。血LCN2是接受抗逆转录病毒治疗的HIV患者脂肪组织炎症的生物标志物。

此外，LCN2与细菌竞争铁而有抑菌作用。

总之，LCN2功能多样。值得关注。联科生物开发了检测该蛋白的ELISA试剂盒。质优价廉。欢迎选购。

参考文献包括但不限于以下：

• Amaral Pedroso, L., V. Nobre, C. Dias Carneiro de Almeida, M. F. da Silva Praxedes, N. Sernizon Guimarães, E. S. A. C. Simões and M. A. Parreiras Martins (2020). "Acute kidney injury biomarkers in the critically ill." Clin Chim Acta 508: 1178.

• Asimakopoulou, A., S. Weiskirchen and R. Weiskirchen (2016). "Lipocalin 2 (LCN2) Expression in Hepatic Malfunction and Therapy." Front Physiol 7: 430.

• Ghosh, S., N. Stepicheva, M. Yazdankhah, P. Shang, A. M. Watson, S. Hose, H. Liu, J. Weiss, J. S. Zigler, Jr., M. Valapala, S. C. Watkins and D. Sinha (2020). "The role of lipocalin-2 in age-related macular degeneration (AMD)." Cell Mol Life Sci 77(5): 835-851.

• Gumpper, K., A. W. Dangel, V. Pita-Grisanti, S. G. Krishna, L. F. Lara, T. Mace, G. I. Papachristou, D. L. Conwell, P. A. Hart and Z. Cruz-Monserrate (2020). "Lipocalin-2 expression and function in pancreatic diseases." Pancreatology 20(3): 419-424.

• Jung, M., C. Mertens, R. Bauer, C. Rehwald and B. Brüne (2017). "Lipocalin-2 and iron trafficking in the tumor microenvironment." Pharmacol Res 120: 146-156.

• Rahimi, S., A. M. Roushandeh, E. Ahmadzadeh, A. Jahanian-Najafabadi and M. H. Roudkenar (2020). "Implication and role of neutrophil gelatinase-associated lipocalin in cancer: lipocalin-2 as a potential novel emerging • comprehensive therapeutic target for a variety of cancer types." Mol Biol Rep 47(3): 2327-2346.

• Santiago-Sánchez, G. S., V. Pita-Grisanti, B. Quiñones-Díaz, K. Gumpper, Z. Cruz-Monserrate and P. E. Vivas-Mejía (2020). "Biological Functions and Therapeutic Potential of Lipocalin 2 in Cancer." Int J Mol Sci 21(12).

• Srisawat, N. and J. A. Kellum (2020). "The Role of Biomarkers in Acute Kidney Injury." Crit Care Clin 36(1): 125-140.

• Thévenod, F. (2018). "Iron and Its Role in Cancer Defense: A Double-Edged Sword." Met Ions Life Sci 18.

• Wu, B., J. Chen and Y. Yang (2019). "Biomarkers of Acute Kidney Injury after Cardiac Surgery: A Narrative Review." Biomed Res Int 2019: 7298635.