转录因子Sp1对肿瘤转移的调控
闫隆鑫1，刘波1*，任海军2*
摘要转录因子SP1（transcription factor Sp1，SP1）在人体细胞中普遍表达并参与调控细胞增殖、凋亡及胚胎发育等生理活动。实验证实SP1在肿瘤细胞中存在异常表达，并积极调控肺癌、胃癌、乳腺癌等肿瘤的转移、恶变，但对其参与肿瘤细胞转移的机制，尤其在不同细胞系中，SP1的表达量及蛋白修饰，对肿瘤转移各阶段的影响，还不甚明确。本文整理了近期关于SP1参与调控肿瘤转移的研究及SP1的协同调控因子，藉此探究SP1在肿瘤监测及治疗中的发展方向。
关键词：转录因子SP1; 肿瘤; 转移
0 引言
肿瘤细胞的转移意味着肿瘤恶性程度增加，大部分肿瘤患者在临床确诊时已经存在肿瘤转移，常规治疗死亡率极高；而一旦诊断为肿瘤，由于不能确定其是否转移，往往会接受过度治疗，因此有关肿瘤细胞转移活性的检测是肿瘤治疗的关键。良性肿瘤发展为转移性肿瘤至少包括四个相互关联的过程：肿瘤细胞表面黏附分子减少，肿瘤间粘附能力下降；原细胞间基质分解，并在肿瘤细胞诱导下重建适宜肿瘤生长的基质；肿瘤细胞变形并生长出伪足，通过血管、淋巴管迁移到特定的侵入点；肿瘤细胞分裂增殖，在新区域生成血管，成为肿瘤组织[1]。转录调控因子参与调控相关蛋白的表达，往往存在异常表达的情况，在肿瘤转移过程中起到至关重要的调控作用。因此对肿瘤中转录调控因子的检测，能够在早期判断肿瘤转移的情况并对肿瘤转移的活性加以抑制。
SP1是人体细胞中广泛存在的转录调控因子，属于Sp/KLF锌指家族，通常作为主要的GC盒转录激活因子参与调控目标基因的表达。SP1的羧基端含有三个锌指结构，能够特异性结合DNA启动子的GC盒；SP1蛋白中段为其活化区，参与调控目的基因表达以及与其他转录调控因子的结合[2]；氨基端有一蛋白水解位点，能够引起泛素化诱导的SP1分解[3]。SP1在结合到目的基因启动子的同时，可以招募其他调控因子及SP1本身参与表达调控，因而与DNA的结合能力、转录调控区活性以及SP1在细胞内的含量对SP1参与的调控有重要的意义[4, 5]。SP1在肿瘤初期大量积累并积极调控肿瘤发展的各个阶段[6]，过表达的SP1参与诱导肿瘤增殖、凋亡，但对肿瘤转移的调控，不同肿瘤细胞系对SP1过表达有着不同
基金项目：大连市卫生局医学研究课题（WSJ/KJC-01-JL-01）；中央高校基本科研业务费（DUT15LK16）；
作者单位：1.大连理工大学生物医学工程系，辽宁省大连市，116024；2.大连市友谊医院普外科，辽宁省大连市，116100；
通信作者：任海军，E-mail:renhaijun369@https://www.doczj.com/doc/37259814.html,; 刘波，E-mail: lbo@https://www.doczj.com/doc/37259814.html,;
作者简介：（1996-），男，本科，在读本科生，主要研究方向生物医学工程
的响应。因而，本文对肿瘤转移的不同阶段，SP1参与调控的机制及蛋白修饰的情况进行分析，探究SP1在肿瘤治疗、预防中的新方向。
1 SP1在肿瘤细胞中的积累
实验表明SP1在肿瘤形成初期大量积累并存在过表达，进而调控肿瘤相关进程[6]。文献表明肿瘤细胞中主要有三条通路促进SP1的表达与累积：低氧条件下，SP1的mRNA通过IRES（internal ribozyme entry site）对核糖体进行招募并快速翻译为SP1蛋白，SP1基于IRES的转录依赖于核仁素（nucleolin）的磷酸化及SP1的5＇UTR对核仁素的招募[6]；c-Jun氨基末端激酶1（c-Jun NH(2)-terminal kinase1，JNK1）、热休克蛋白90（Heat shock protein90，Hsp90）、细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）磷酸化SP1的Thr278、Thr739位点，增强SP1的稳定性并避免泛素化修饰诱导的分解[7, 8]；Pin1（prolyl isomerase1）与Thr739磷酸化的SP1相互作用，深度磷酸化SP1的Ser720、 Thr723、Thr7377位点，改变SP1羧基端结构并使SP1在有丝分裂中期退出细胞核[9]。
除上述途径外，类泛素相关修饰（SUMO）的SP1能够招募RNF4作为E3泛素化连接酶，进而诱导SP1的泛素化导致水解，上文提到JNK诱导的Thr278、Thr739位点磷酸化可以抑制泛素化诱导的SP1水解。[10]。同时，部分非编码RNA，如miR-22、miR-335、miR-375等[11-13]，能够结合SP1的mRNA序列，进而抑制SP1的表达。实验表明肿瘤中SP1的过表达能促进肿瘤组织的增殖，但对肿瘤转移的影响尚不明确；PP2A（protein phosphatase 2A）能够对SP1进行去磷酸化并调控SP1与DNA的结合能力[14]，是否有类似的去磷酸化机制调控SP1的细胞含量以适应肿瘤转移进程还有待研究。
2 SP1对肿瘤细胞黏附能力的影响
细胞粘附蛋白包括钙黏素、整合素、选择素等多种蛋白分子。在上皮性肿瘤中，E-钙黏素（E-cadherin）表达的减少常作为肿瘤入侵性增强的标志[15]，E-cadherin的启动子包括SP1、ZEB（zinc finger E-box binding homeobox）结合位点在内的多个转录调控区[1]。虽然SP1能促进 E-cadherin的表达[16]，但前列腺癌、乳腺癌等细胞中E-cadherin启动子存在去乙酰化[15]以及甲基化[1]修饰，并抑制SP1对E-cadherin表达的促进。除了直接调控E-cadherin的表达，SP1对其余调控因子，如转录激活因子Slug[17]、miR200b[18]等，调控E-cadherin 的表达起到重要作用，实验表明SP1可能参与其余调控因子结合E-cadherin启动子的过程。对肿瘤中E-cadherin的表达SP1能起到促进作用，但根据细胞基因型不同促进程度也不尽一致。高入侵性肺癌细胞中，SP1表达降低并伴随着E-cadherin表达降低，促进β连环蛋白（β-catenin）核易位并发挥其相应调控功能[16]。
除E-cadherin外，SP1同样调控其他细胞粘附蛋白的表达：结肠癌、胃癌
及肝癌细胞中，ZEB增强SP1的稳定性并与SP1协同上调cadherin-11 、整合素α5的表达，提高肿瘤的入侵性[19]；乳腺癌细胞中，雌激素受体α（estrogen receptor α）对整合素α5的调控同样依赖于对SP1的招募；缺氧条件下，SP1与低氧诱导因子-1（hypoxia inducible factor-1，HIF-1）共同参与调控跨膜糖蛋白CD147的表达，同时CD147通过诱导其下游的PI3K、MAPK/ERK磷酸激酶通路调控SP1的磷酸化及其活性，形成正反馈调控机制并促进肿瘤的转移[20]。对SP1表达及功能的抑制能降低细胞粘性蛋白在肿瘤中的表达，就此而言SP1对肿瘤转移起到一定程度的抑制作用；临床数据表明高表达的SP1往往伴随着极差的生存预期[21]，因此SP1对肿瘤表面粘附因子的调控可能并不是SP1参与肿瘤转移的关键，不过这也意味着可以通过药物激活SP1对肿瘤细胞黏附因子调控，实现对肿瘤转移的抑制。
3 SP1对细胞间质重建的影响
与细胞粘附因子不同，细胞间质不仅抑制癌细胞的生长与转移，还能在肿瘤细胞的调控下分解并重建，使肿瘤细胞可以通过重建的细胞间质进行转移[22]。肿瘤细胞中，基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase,MMP）作为主要的细胞间质分解酶参与细胞间质重建，实验表明其表达含量与肿瘤入侵性成正相关[23]。MMP家族中的MT1-MMP、MMP-2、MMP-9是强力的细胞间质分解酶，对SP1的抑制能起到降低MMP家族含量及抑制肿瘤细胞的迁移的作用[23-25]，但现有文献只对胶质瘤细胞进行实验分析，并证明SP1含量升高对应胶质瘤转移性的提升并伴随MMP-2表达的升高[23]；上文提到，SP1参与调控CD147的表达，而CD147在肺癌细胞中诱导下游MMP家族表达升高[26]。同时通过分析酪氨酸蛋白激酶等参与MMP 家族的调控机制，磷酸激酶通路对SP1的磷酸化对其参与MMP家族的调控起到重要作用[25, 27, 28]。
另外一种细胞间质分解因子，尿激酶型纤维蛋白溶酶原激活质（urokinase-type plasminogen activator，uPA）及其受体uPAR，在肿瘤中表达升高并伴随肿瘤转移能力增强[29]。SP1对uPA的调控能力不仅体现在直接结合其启动子并促进其表达，部分调控因子对uPA的调控也需要招募SP1参与[30-32]；除此之外，实验发现辐射诱导的uPA启动子低甲基化[33]以及JNK、ERK等激酶通路诱导的uPA表达升高[30]与SP1参与调控密切相关。值得关注的是，已有实验证明uPAR参与调控uPA表达以及下游ERK、JNK激酶通路[34]，ERK 、JNK又通过影响SP1的磷酸化调控uPAR、uPA的表达[29, 30]，因此在肿瘤入侵性增强的过程中可能存在有关uPA表达的正反馈调控机制[35]。对于SP1参与的细胞间质分解，磷酸激酶途径对SP1的调控起重要的作用，相对的SP1表达含量在这一过程中并没有起到主要作用，因此SP1可能通过招募其他调控因子来调控细胞间质分解而不是SP1本身进行调控。
4 SP1对血管生成的影响
当肿瘤生长到一定大小时，新血管的形成既为肿瘤转移提供途径，同时能够保证肿瘤继续生长。肿瘤组织的增殖、转移往往伴随环氧化酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）[36]等的异常表达，通过增强血管通透性及内皮细胞活动促使血管生成。VEGF的启动子包括SP1、雄激素受体（androgen receptor，AR）[37]、转化生长因子-β（transforming growth factor-β）[38]等多种结合位点，其中五个SP1结合位点有一个与其余四个位点距离较远，SP1参与 VEGF的调控可能既通过招募其余调控因子到VEGF启动子，又在结合位点聚集区形成SP1特有的群聚调控[37]。与SP1参与uPA调控类似，磷酸激酶途径调控SP1的磷酸化同样影响SP1对VEGF的调控能力[39-41]，包括SP1与DNA的结合能力以及转录功能区的活化。有研究表明缺氧是诱导VEGF在肿瘤中表达的重要因素，COX-2[42]、P53[43]在缺氧状态下诱导血管生成同样基于SP1对VEGF的调控。
VEGF与COX-2的上游蛋白表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor，EGFR），能够激活下游磷酸化通路，并参与调控SP1对COX-2[44]、VEGF[45]启动子的绑定。同时，EGFR的表达同样受到SP1的调控[46]，有趣的是SP1能与HDAC结合并参与调控EGFR启动子的去乙酰化，这种去乙酰化机制可能对肿瘤中EGFR的异常表达起到重要作用。抑制肿瘤血管生成是目前肿瘤治疗的热点，而SP1与肿瘤内微血管的密度密切相关[47]。目前并不清楚SP1参与调控原位肿瘤生长还是转移瘤的生长或两者均有，但SP1毫无疑问是调控肿瘤组织血管生长的重要因子，在肿瘤转移进程中是否存在激活-抑制-激活的方式调控血管生长还有待研究。
5 总结与展望
以往的研究中，SP1的过表达被认为能够促进肿瘤的增殖和凋亡[48]，但在肿瘤转移的过程中，SP1起到的作用尚不明确。尽管对肿瘤转移的多个过程，SP1都参与调控，但对于肿瘤转移的关键步骤，即肿瘤细胞的迁移，却鲜有SP1参与调控的报道。肿瘤细胞迁移包括细胞骨架的改变以及伪足的形成等，虽然暂无SP1直接参与肿瘤细胞迁移的报道，但有研究表明SP1调控PTEN、波形蛋白、转移关联蛋白（Metastasis-associated protein，MTA）等与细胞骨架相关的蛋白表达[49-51]，对肿瘤迁移能力的实验也显示SP1影响肿瘤细胞的迁移能力，可以预见SP1同样参与细胞骨架等肿瘤细胞迁移的调控，但具体机制还有待研究。对于SP1表达含量对肿瘤转移的影响，在部分肿瘤中，如胶质瘤、结肠癌等，抑制SP1的表达能降低肿瘤的转移及入侵[23, 49]，但在肠型胃癌、肺腺癌细胞中对SP1的抑制导致肿瘤入侵性增强[16, 21, 52]。前文提到，SP1存在两种调控转录的方式：SP1招募SP1本身形成多聚体促进转录开始，以及SP1招募其他调控因子并依据该转录因子的功能进行调控[2]；因而对于单独存在的SP1结合位点，SP1的结合可能不再起到促进转录的作用。磷酸激酶通路对SP1的磷酸化也影响SP1的蛋白稳定
性、DNA结合能力以及转录调控能力[19, 35, 39]，而肿瘤细胞中磷酸激酶途径，如Akt、MAPK等存在SP1参与的异常调控，可能对于肿瘤转移过程存在基于磷酸激酶的正反馈以促进肿瘤的转移[35, 53]。除了对SP1蛋白的修饰，对DNA的修饰也影响SP1参与转录，DNA的去甲基化能够增强SP1对启动子结合，进而调控目的基因的异常表达[54, 55]；同样DNA组蛋白乙酰化影响SP1与DNA的结合，但乙酰化同时也影响SP1蛋白的稳定性，暂时没有系统的实验表明哪一种对SP1参与肿瘤转移影响较大[46, 56]。
SP1在早期胚胎中表达并促进胚胎有序发育[57]，而在肿瘤细胞中，异常表达的SP1同样促进癌细胞的增殖、转移。有实验报道诱导肿瘤细胞分化对抑制肿瘤生长转移取得了一定成效，同时各种迹象表明肿瘤细胞与胚胎有着极大的相似性[58]。那么SP1在胚胎组织中是如何开启表达，如何终止表达，是否参与胚胎细胞诱导分化，对这些问题的深入研究有利于明确肿瘤产生及恶变的机制。虽然不太可能利用SP1彻底治疗或者抑制肿瘤生长、转移，但通过诱导SP1通路向类胚胎发育的良性方向发展，进而降低肿瘤对人体的危害，可以作为SP1对肿瘤调控的研究新方向。
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The Effect of Transcription factor Sp1 on tumor metastasis
YAN Longxin1, LIU Bo1*, REN Haijun2*
1. Department of Biomedical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning Province, 116024;
2. Department of General Surgery, Dalian Friendship Hospital, Dalian, Liaoning Province, 116100
Corresponding Author: REN Haijun,E-mail: renhaijun369@https://www.doczj.com/doc/37259814.html,;
LIU Bo,E-mail:lbo@https://www.doczj.com/doc/37259814.html,
Abstract:Transcription factor Sp1is a ubiquitous transcription factor,which regulated cell proliferation、apoptotic and embryogenesis in human physiological processes. It has been reported that Sp1 expression level were elevated in various human cancers, SP1 regulates tumor metastasis in lung caner、gastric cancer、breast cancer. However it was not clear that how SP1 regulates these progression, especially the expression level and protein modification of SP1 has different impact at different stages of tumor metastasis.Here are the recent research of how SP1 regulates the tumor metastasis and those kind of protein involved in SP1 regulation, hope these will contribute to tumor detecting and therapy.
Key words:Transcription factor Sp1 (SP1); Tumor; Metastasis
１０生物学通报２００５年第４０卷第１１期 ２００３年即Ｗａｔｓｏｎ和Ｃｒｉｃｋ发表ＤＮＡ双螺旋结构５０周年，宣布了人类基因组计划的完成，与此同时，其他许多生物的基因组计划已完成或在进行中，在此过程中产生的大量数据库对科学研究的深远影响是以前任何人未曾预料到的。然而遗憾的是，许多生物学家、化学家和物理学家对这些数据库的使用甚至去何处寻找这些数据库都只有一个比较模糊的概念。 基因转录是遗传信息传递过程中第一个具有高度选择性的环节，近２０年来对基因转录调节的研究一直是基因分子生物学的研究中心和热点，因此亦产生了大量很有价值的数据库资源，对这些数据库的了解将为进一步研究带来极大便利，本文对其中一些数据库进行简要介绍。 １ＤＢＴＳＳ ＤＢＴＳＳ（ＤａｔａＢａｓｅｏｆＴｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌＳｔａｒｔＳｉｔｅｓ）由东京大学人类基因组中心维护，网址：ｈｔｔｐ：／／ｄｂｔｓｓ．ｈｇｃ．ｊｐ。最初该数据库收集用实验方法得到的人类基因的ＴＳＳ（ＴｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌＳｔａｒｔＳｉｔｅｓ，转录起始位点）数据。对转录起始位点（ＴＳＳ）的确切了解具有非常重要的意义，可更准确的预测翻译起始位点；可用于搜索决定ＴＳＳ的核苷酸序列，而且可更精确地分析上游调控区域（启动子）。自２００２年发布第一版以来已作了多次更新。目前包含的克隆数为１９０９６４个，含盖了１１２３４个基因，在ＳＮＰ数据库中显示了人类基因中的ＳＮＰ位点，而且现在含包含了鼠等其他生物的相关数据。ＤＢＴＳＳ最新的版本为３．０。 在该最新的版本中，还新增了人和鼠可能同源的启动子，目前可以显示３３２４个基因的启动子，通过本地的比对软件ＬＡＬＩＧＮ可以图的形式显示相似的序列元件。另一个新的功能是可进行与已知转录因子结合位点相似的部位的定位，这些存贮在ＴＲＡＮＳＦＡＣ（ｈｔｔｐ：／／ｔｒａｎｓｆａｃ．ｇｂｆ．ｄｅ／ＴＲＡＮＳＦＡＣ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ）数据库中，免费用于研究，但ＴＲＡＮＳＦＡＣ专业版是商业版本。 ＤＢＴＳＳ对匿名登录的用户是免费的，该网站要求用户在使用前注册，用户注册后即可使用。主页分为２个区域，一个介绍网站的部分信息和用户注册，另一区域为用户操作区，该区约分为１０个部分，可分别进行物种和数据库的选择、ＢＬＡＳＴ、ＳＮＰ以及ＴＦ（转录因子）结合部位搜索等部分。后者的使用可以见网页中的Ｈｅｌｐ部分，里面有比较详细的介绍。ＤＢＴＳＳ还提供了丰富的与其他相关网站的链接，如上文提到的ＴＲＡＮＳＦＡＣ数据库、真核生物启动子数据库（Ｅｕｋａｒｙｏｔ－ｉｃＰｒｏｍｏｔｅｒＤａｔａｂａｓｅ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｐｄ．ｉｓｂ－ｓｉｂ．ｃｈ／）以及人类和其他生物ｃＤＮＡ全长数据库等。 ２ＪＡＳＰＡＲ ＪＡＳＰＡＲ是有注释的、高质量的多细胞真核生物转录因子结合部位的开放数据库。网址ｈｔｔｐ：／／ｊａｓｐａｒ．ｃｇｂ．ｋｉ．ｓｅ。所有序列均来源于通过实验方法证实能结合转录因子，而且通过严格的筛选，通过筛选后的序列再通过模体（ｍｏｔｉｆ）识别软件ＡＮＮ－Ｓｐｅｃ进行联配。ＡＮＮ－Ｓｐｅｃ利用人工神经网络和吉布斯（Ｇｉｂｂｓ）取样算法寻找特征序列模式。联配后的序列再利用生物学知识进行注释。 目前该数据库收录了１１１个序列模式（ｐｒｏｆｉｌｅｓ），目前仅限于多细胞真核生物。通过主页界面，用户可进行下列操作：１）浏览转录因子（ＴＦ）结合的序列模式；２）通过标识符（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）和注解（ａｎｎｏｔａｔｉｏｎ）搜索序列模式；３）将用户提交的序列模式与数据库中的进行比较；４）利用选定的转录因子搜索特定的核苷酸序列，用户可到ＣｏｎＳｉｔｅ服务器（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｈｙｌｏｆｏｏｔ．ｏｒｇ／ｃｏｎｓｉｔｅ）进行更复杂的查询。ＪＡＳＰＡＲ数据库所有内容可到主页下载。 与相似领域数据库相比，ＪＡＳＰＡＲ具有很明显优势：１）它是一个非冗余可靠的转录因子结合部位序列模式；２）数据的获取不受限制；３）功能强大且有相关的软件工具使用。ＪＡＳＰＡＲ与ＴＲＡＮＳＦＡＣ（一流的ＴＦ数据库）有较明显的差异，后者收录的数据更广泛，但包含不少冗余信息且序列模式的质量参差不齐，是商业数据库，只有一部分是可以免费使用。用户在使用过程中会发现二者的差异，这主要是由于二者对数据的收集是相互独立的。另外该数据库还提供了相关的链接：如ＭａｔＩｎｓｐｅｃｔｏｒ检测转录因子结合部位，网址ｈｔｔｐ：／／ｔｒａｎｓｆａｃ．ｇｂｆ．ｄｅ／ｐｒｏｇｒａｍｓ／ｍａｔｉｎｓｐｅｃｔｏｒ／；ＴＥＳＳ转录元件搜索系统，网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｂｉｌ．ｕｐｅｎｎ．ｅｄｕ／ｔｅｓｓ／。 转录调节位点和转录因子数据库介绍! 张光亚!!方柏山 （华侨大学生物工程与技术系福建泉州３６２０２１） 摘要转录水平的调控是基因表达最重要的调控水平之一，对转录调节位点和转录因子的研究具有重要意义。介绍了ＤＢＴＳＳ、ＪＡＳＰＡＲ、ＰＲＯＤＯＲＩＣ和ＴＲＲＤ等相关数据库及其特征、内容和使用。 关键词转录调节位点转录因子数据库生物信息学 !基金项目：国务院侨办科研基金资助项目（０５ＱＺＲ０６） !!通讯作者
转录因子 基因转录有正调控和负调控之分。如细菌基因的负调控机制是当一种阻遏蛋白(repressor protein)结合在受调控的基因上时，基因不表达；而从靶基因上去除阻遏蛋白后，RNA聚合酶识别受调控基因的启动子，使基因得以表达，这是正调控。这种阻遏蛋白是反式作用因子。而顺式作用因子则指的是基因上与反式作用因子结合的对基因表达起调控作用的基因序列。 转录因子(transcription factor)是起正调控作用的反式作用因子。转录因子是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。真核生物基因在无转录因子时处于不表达状态，RNA聚合酶自身无法启动基因转录，只有当转录因子(蛋白质)结合在其识别的DNA序列上后，基因才开始表达。 转录因子的结合位点（transcription factor binding site，TFBS）是转录因子调节基因表达时，与mRNA结合的区域。按照常识，转录因子（transcription factor，TF）的结合位点一般应该分布在基因的前端，但是，新的研究发现，人21和22号染色体上，只有22％的转录因子结合位点分布在蛋白编码基因的5'端。 真核生物在转录时往往需要多种蛋白质因子的协助。一种蛋白质是不是转录机构的一部分往往是通过体外系统看它是否是转录起始所必须的。一般可将这些转录所需的蛋白质分为三大类： (1)RNA聚合酶的亚基，它们是转录必须的，但并不对某一启动子有特异性。 (2)某些转录因子能与RNA聚合酶结合形成起始复合物，但不组成游离聚合酶的成分。这些因子可能是所有启动子起始转录所必须的。但亦可能仅是譬如说转录终止所必须的。但是，在这一类因子中，要严格区分开哪些是R NA聚合酶的亚基，哪些仅是辅助因子，是很困难的。 (3)某些转录因子仅与其靶启动子中的特异顺序结合。如果这些顺序存在于启动子中，则这些顺序因子是一般转录机构的一部分。如果这些顺序仅存在于某些种类的启动子中，则识别这些顺序的因子也只是在这些特异启动子上起始转录必须的。 黑腹果蝇的RNA聚合酶需要至少两个转录因子方能在体外起始转录。其中一个是B因子，它与含TATA盒的部位结合。人的因子TFⅡD亦和类似的部位结合。同样，CTF(CAAT结合因子)则与腺病毒的主要晚期启动子中与CAAT盒同源的部位相结合。结合在上游区的另一个转录因子是USF(亦称MLTF)，则可以识别腺病毒晚期启动子中靠近-55的顺序。转录因子Sp1则能和GC盒相结合。在SC40启动子中有多个GC盒，位于-70到-110之间。它们均能和Sp1相结合。然而含有GC盒的不同的DNA顺序与Sp1的亲和力却各不相同。可见GC盒两侧的顺序对Sp1-GC盒的结合究竟如何能影响转录。有时候需要几个转录因子才能起始转录。例如胞苷激酶的启动子需要S p1与GC盒结合和CTF与CAAT盒结合;腺病毒晚期启动子需要TFⅡD与TATA盒结合和USF与其邻近部位相结合。以上所述的因子是一般转录都需要的，似乎并没有什么调节功能。另一些转录因子则可以调控一组特殊基因的转录。热休克基因就是一个很好的例子。真核生物的热休克基因在转录起始点的上游15bp处有一个共同顺序。H STF因子仅在热休克细胞中有活性。它与包括热休克共同顺序在内的一段DNA相结合，所以这个因子的激活可以引起约包括20个基因的一组基因起始转录。在这里，转录因子和RNA聚合酶Ⅱ之间关系很类似细菌的σ因子与核心酶之间的关系。 转录因子是一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子，也称为反式作用因子。植物中的转录因子分为二种，一种是非特异性转录因子，它们非选择性地调控基因的转录表达，如大麦(Hordeum vulgare) 中的HvCBF2 (C-repeat/DRE binding factor 2) (Xue et al., 2003)。还有一种称为特异型转录因子，它们能够选择性调控某种或某些基因的转录表达。典型的转录因子含有DNA结合区(DNA-binding domain)、转录调控区(acti vation domain)、寡聚化位点(oligomerization site) 以及核定位信号(nuclear localization signal) 等功能区域。这些功能区域决定转录因子的功能和特性(Liu et al., 1999)。DNA结合区带共性的结构主要有：1）HTH 和HL H 结构：由两段α-螺旋夹一段β-折叠构成，α-螺旋与β-折叠之间通过β-转角或成环连接，即螺旋-转角-螺旋结构和螺旋-环-螺旋结构。2）锌指结构：多见于TFIII A 和类固醇激素受体中，由一段富含半胱氨酸的多肽链构成。每四个半光氨酸残基或组氨酸残基螯合一分子Zn2+ ，其余约12-13 个残基则呈指样突出，刚好能嵌入DNA 双螺旋的大沟中而与之相结合。3）亮氨酸拉链结构：多见于真核生物DNA 结合蛋白的 C 端，与癌基因表达调控有关。由两段α - 螺旋平行排列构成，其α - 螺旋中存在每隔7 个残基规律性排列的亮氨酸残基，亮氨酸侧链交替排列而呈拉链状，两条肽链呈钳状与DNA 相结合。
与
科研探索知识创新与为小波 多分辨率分解尺度，即低通滤波器系数； 分别与低通滤波系数lo-d 、高通滤波系 数Hi-d 各自相乘、累加后，再分别进行下抽取得到低频序列 2淀粉酶启动子区域的W-box 序列结合，从而控制种子糊粉层细胞糖代谢途径的建立。Sun 等（2003）从大麦中分离并纯化出WRKY 型转录因子SUSIBA2，研究表明SUSIBA2是淀粉合成中一个重要的转录调节因子，WRKY 转录因子因此有可能参与碳水化合物的合成代谢。5展望植物WRKY 基因作为植物特有的响应逆境胁迫信号以及调控逆境相关基因表达的重要因子，在植物适应和抵抗逆境过程中具有重要作用。目前对于WRKY 转录因子的研究主要集中WRKY 转录因子在逆境胁迫下的表达模式，从而提高植物对抗各种逆境的能力。但是人们对WRKY 转录因子所介导的植物应答反应及基因调控体系尚不清楚，WRKY 转录因子在各种抗逆信号转导途径及激素信号途径中的信号网络也有待进一步了解。随着分子生物学各种新技术的发展，WRKY 基因在植物抗逆过程中的作用机制将得到更为深入的研究。 参考文献： [1]李蕾,谢丙炎等.WRKY 转录因子及其在植物防御反应中的 作用[J ].分子植物育种,2005,3（3）：401-408. [2]仇玉萍,荆邵娟,付坚等.13个水稻WRKY 基因的克隆及其 表达谱分析[J ]．科学通报，2004，49(18)：1860-1869. [3]3Birnbaum K,Shasha DE,Wang JY ,et al.A gene expression map of the Arabidopsis root [J ].Science,2003,302:1956-1960. [4]4Yoda H et al.Mol Genet Genomics, 2002, 267: 154-161.
植物转录因子及转录调控数据与分析平台 PlantTFDB：植物转录因子数据库 URL: https://www.doczj.com/doc/37259814.html, 包含资源：植物转录因子的家族分类规则、基因组转录因子全谱、丰富的注释、转录因子结合图谱(binding motifs)、转录因子预测、系统发生树等 涉及物种：包含拟南芥、水稻、杨树、大豆、玉米、小麦等165个物种。 PlantRegMap：植物转录调控数据与分析平台 URL: https://www.doczj.com/doc/37259814.html, 包含资源：植物转录调控元件、植物转录调控网络、转录因子结合位点预测、转录调控预测与富集分析、GO富集分析、上游调控因子富集分析等。 涉及物种：包含拟南芥、水稻、杨树、大豆、玉米、小麦等156个物种。 ATRM: 拟南芥转录调控网络及其结构和演化分析 URL: https://www.doczj.com/doc/37259814.html, 包含资源：基于文本挖掘和人工校验的拟南芥转录调控网络、植物转录调控网络的结构和演化特征 涉及物种：拟南芥 植物转录因子及转录调控数据与分析平台(导航页) 我们致力于为广大科研人员提供一个关于植物转录因子和转录调控、集数据和分析于一体的高质量平台，为研究和理解植物转录调控系统保驾护航。 植物转录因子数据库(PlantTFDB) 一套完整的植物转录因子分类规则 覆盖绿色植物各大分支的转录因子全谱 丰富的功能和演化注释 基因组范围的高质量转录因子结合矩阵（156个物种） 在线转录因子预测平台 植物转录调控数据与分析平台(PlantRegMap) 基于高通量实验(ChIP-seq和DNase-seq)和比较基因组方法鉴定的多种转录调控元件 基于转录因子结合矩阵和转录调控元件推测的转录调控网络 涉及165物种的GO注释 一套植物转录调控预测与分析工具，包括转录因子结合位点预测、转录调控预测与富集分析、GO富集分析及上游调控因子富集分析等 拟南芥转录调控网络及其结构和演化特征(ATRM) 基于文本挖掘和人工校验的拟南芥转录调控网络 植物转录调控网络的结构和演化特征
转录因子Sp1对肿瘤转移的调控 闫隆鑫1，刘波1*，任海军2* 摘要转录因子SP1（transcription factor Sp1，SP1）在人体细胞中普遍表达并参与调控细胞增殖、凋亡及胚胎发育等生理活动。实验证实SP1在肿瘤细胞中存在异常表达，并积极调控肺癌、胃癌、乳腺癌等肿瘤的转移、恶变，但对其参与肿瘤细胞转移的机制，尤其在不同细胞系中，SP1的表达量及蛋白修饰，对肿瘤转移各阶段的影响，还不甚明确。本文整理了近期关于SP1参与调控肿瘤转移的研究及SP1的协同调控因子，藉此探究SP1在肿瘤监测及治疗中的发展方向。 关键词：转录因子SP1; 肿瘤; 转移 0 引言 肿瘤细胞的转移意味着肿瘤恶性程度增加，大部分肿瘤患者在临床确诊时已经存在肿瘤转移，常规治疗死亡率极高；而一旦诊断为肿瘤，由于不能确定其是否转移，往往会接受过度治疗，因此有关肿瘤细胞转移活性的检测是肿瘤治疗的关键。良性肿瘤发展为转移性肿瘤至少包括四个相互关联的过程：肿瘤细胞表面黏附分子减少，肿瘤间粘附能力下降；原细胞间基质分解，并在肿瘤细胞诱导下重建适宜肿瘤生长的基质；肿瘤细胞变形并生长出伪足，通过血管、淋巴管迁移到特定的侵入点；肿瘤细胞分裂增殖，在新区域生成血管，成为肿瘤组织[1]。转录调控因子参与调控相关蛋白的表达，往往存在异常表达的情况，在肿瘤转移过程中起到至关重要的调控作用。因此对肿瘤中转录调控因子的检测，能够在早期判断肿瘤转移的情况并对肿瘤转移的活性加以抑制。 SP1是人体细胞中广泛存在的转录调控因子，属于Sp/KLF锌指家族，通常作为主要的GC盒转录激活因子参与调控目标基因的表达。SP1的羧基端含有三个锌指结构，能够特异性结合DNA启动子的GC盒；SP1蛋白中段为其活化区，参与调控目的基因表达以及与其他转录调控因子的结合[2]；氨基端有一蛋白水解位点，能够引起泛素化诱导的SP1分解[3]。SP1在结合到目的基因启动子的同时，可以招募其他调控因子及SP1本身参与表达调控，因而与DNA的结合能力、转录调控区活性以及SP1在细胞内的含量对SP1参与的调控有重要的意义[4, 5]。SP1在肿瘤初期大量积累并积极调控肿瘤发展的各个阶段[6]，过表达的SP1参与诱导肿瘤增殖、凋亡，但对肿瘤转移的调控，不同肿瘤细胞系对SP1过表达有着不同 基金项目：大连市卫生局医学研究课题（WSJ/KJC-01-JL-01）；中央高校基本科研业务费（DUT15LK16）； 作者单位：1.大连理工大学生物医学工程系，辽宁省大连市，116024；2.大连市友谊医院普外科，辽宁省大连市，116100； 通信作者：任海军，E-mail:renhaijun369@https://www.doczj.com/doc/37259814.html,; 刘波，E-mail: lbo@https://www.doczj.com/doc/37259814.html,; 作者简介：（1996-），男，本科，在读本科生，主要研究方向生物医学工程
转录因子 ? 1 简介 ? 2 方法 ? 3 转录因子 转录因子-简介 基因转录有正调控和负调控之分。如细菌基因的负调控机制是当一种阻遏蛋白(repressor protein)结合在受调控的基因上时，基因不表达；而从靶基因上去除阻遏蛋白后，RNA聚合酶识别受调控基因的启动子，使基因得以表达，这是正调控。这种阻遏蛋白是反式作用因子。 转录因子(transcription factor)是起正调控作用的反式作用因子。转录因子是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。真核生物基因在无转录因子时处于不表达状态，RNA聚合酶自身无法启动基因转录，只有当转录因子(蛋白质)结合在其识别的DNA序列上后，基因才开始表达。 转录因子的结合位点（transcription factor binding site，TFBS）是转录因子调节基因表达时，与mRNA结合的区域。按照常识，转录因子（transcription factor，TF）的结合位点一般应该分布在基因的前端，但是，新的研究发现，人21和22号染色体上，只有22％的转录因子结合位点分布在蛋白编码基因的5'端。 转录因子-方法 这篇文章的试验方法是，通过高密度的寡核苷酸芯片，反映出人21和22号染色体的几乎所有的非重复序列，通过这种芯片，检测三种转录因子，Sp1、 cMyc、和p53的结合位点。结果表明，每种转录因子都有大量的TFBS与之结合。然而，只有22％的转录因子结合位点分布在蛋白编码基因的5'端， 36％的TFBS分布在蛋白编码基因的中部或3'端，并且这36％的TFBS常常和基因组中的非蛋白编码RNA分布在一起。这暗示，在人的基因组中，不仅包含蛋白编码基因，也包含数量相当的非编码基因（noncoding genes），他们都受常见的转录因子所调控。 真核生物在转录时往往需要多种蛋白质因子的协助。一种蛋白质是不是转录机构的一部分往往是通过体外系统看它是否是转录起始所必须的。一般可将这些转录所需的蛋白质分为三大类： (1)RNA聚合酶的亚基，它们是转录必须的，但并不对某一启动子有特异性。 (2)某些转录因子能与RNA聚合酶结合形成起始复合物，但不组成游离聚合酶的
一、乙烯信号转导通路 乙烯是一种非常重要的植物激素。乙烯在植物生长发育和适应生物和非生物胁迫反应中起到了非常重要的作用。种子萌发、开花、叶片衰老、果实成熟、根瘤、细胞程序性死亡以及对非生物胁迫和病原体入侵的反应等生理过程都与乙烯密切相关。 乙烯信号转导通路的最上游是位于内质网膜上的5个乙烯受体，分别被称为：ETR1、ETR2、ERS1、ERS2和EIN4。位于乙烯受体下游的是一个负调节因子，蛋白激酶CTR1。CTR1蛋白激酶通过与乙烯受体相结合定位在内质网上。在没有乙烯存在的条件下，CTR1和受体的结合会协同抑制下游乙烯信号途径。在CTR1负调控因子下游是一个正调控因子EIN2。EIN2基因发生功能缺失突变会产生乙烯不敏感表型，显示出EIN2在乙烯信号通路中起到了核心作用。EIN2的半衰期很短，两个F-Box蛋白ETP1和ETP2负责调控EIN2的泛素化降解。位于EIN2下游的是正调控的转录因子家族EIN3及5个EILs。研究发现，他们同样是受泛素化途径降解的，负责调控EIN3及EILs泛素化降解的F-Box蛋白是EBF1和EBF2。EBF5是一种外切核酸酶它能够通过促进EBF1和EBF2的mRNA的降解来拮抗这两个蛋白对EIN3的负反馈调控。EIN3和EIL1通过启动 乙烯信号转导途径示意图 转录级联反应来激活下游乙烯响应基因的表达。
二、乙烯响应因子（ethylene response factor、ERF）的结构特点及生物信息学分析 ERF基因家族是一个很大的转录因子家族，属于AP2/ERF转录因子超家族。Ohme-Takagi和Shinshi研究发现，GCC box是植物乙烯响应的DNA序列元件；同时他们在烟草（Nicotiana tabacuum）中发现了能特异性结合GCC box元件的数个乙烯响应元件结合蛋白（EREBPs），并发现，EREBPs同GCC元件相结合的结构域是59个保守的氨基酸残基。AP2/ERF转录因子超家族的共同特征是都具有保守的AP2/ERF结构域。根据AP2/ERF结构域的个数以及是否含有其他的结构域，将AP2/ERF转录因子超家族分为三个家族：AP2家族，含有两个重复的AP2/ERF结构域；ERF家族，只含有一个AP2/ERF结构域；RA V家族，除了含有一个AP2/ERF结构域以外，还有另外的一个B3结构域。另外，根据AP2/ERF 结构域保守氨基酸的不同，又将ERF转录因子家族分为ERF亚家族和CBF/DREB亚家族。Sakuma等根据DNA结合结构域的序列相似性将CBF/DREB 亚家族分为6个group：A-1~A-6，将ERF亚家族分为6个group：B-1~B-6。 ERF转录因子能够识别两种DNA序列顺式作用元件，即GCC box和CRT/DRE 元件。GCC box的保守序列为AGCCGCC。ERF转录因子的N端的59个氨基酸残基是识别GCC box所必须的。Allen等研究了ERF结构域的3D结构，发现ERF结构域中有一个三条链的反向平行的β折叠和一个α螺旋，通过β折叠与DNA顺式元件相结合。Hao等发现，GCC box的第一个G、第四个G ERF结构域的三级结构
转录因子包括什么主要的功能结构域？其主要的结构特点与功能是什么？ 作为蛋白质的转录因子从功能上分析其结构可包含有不同区域：①DNA结合域（DNA binding domain），多由60-100个氨基酸残基组成的几个亚区组成；②转录激活域（activating domain），常由30-100氨基酸残基组成，这结构域有富含酸性氨基酸、富含谷氨酰胺、富含脯氨酸等不同种类，一酸性结构域最多见； ③连接区，即连接上两个结构域的部分。不与DNA直接结合的转录因子没有DNA 结合域，但能通过转录激活域直接或间接作用与转录复合体而影响转录效率。 与DNA结合的转录因子大多以二聚体形式起作用，与DNA结合的功能域常见有以几种： ①螺旋-转角-螺旋（helix-turn-helix，HTH）及螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix，HLH） 这类结构至少有两个α螺旋其间由短肽段形成的转角或环连接，两个这样的motif结构以二聚体形式相连，距离正好相当于DNA一个螺距(3.4nm）,两个α螺旋刚好分别嵌入DNA的深沟。 ②锌指（zinc finger）其结构如图所示，每个重复的“指”状结构约含23个氨基酸残基，锌以4个配价键与4个半胱氨酸、或2个半胱氨酸和2个组氨酸相结合。整个蛋白质分子可有2-9个这样的锌指重复单位。每一个单位可以其指部伸入DNA双螺旋的深沟，接触5个核苷酸。例如与GC盒结合的转录因子SP1 中就有连续的3个锌指重复结构。 ③碱性-亮氨酸拉链（basic leucine zipper，bZIP）这结构的特点是蛋白质分子的肽链上每隔6个氨基酸就有一个亮氨酸残基，结果就导致这些亮氨酸残基都在α螺旋的同一个方向出现。两个相同的结构的两排亮氨酸残基就能以疏水键结合成二聚体，这二聚体的另一端的肽段富含碱性氨基酸残基，借其正电荷与DNA 双螺旋链上带负电荷的磷酸基团结合。若不形成二聚体则对DNA的亲和结合力明显降低。在肝脏、小肠上皮、脂肪细胞和某些脑细胞中有称为C/EBP家族的一大类蛋白质能够与CAAT盒和病毒增强子结合，其特征就是能形成bZIP二聚体结构。
转录因子活化Ｔ细胞核因子抑制剂研究进展 陈妹红宋宁张聪敏 【摘要】活化Ｔ细胞核因子（ｎｕｃｌｅａｒｆａｃｔｏｒｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄＴｃｅｌｌｓ，ＮＦＡＴ）家族分布广泛，生物学功能多样，通过抑制ＮＦＡＴ治疗疾病是目前的研究热点，对ＮＦＡＴ抑制剂的研究取得了丰硕的成果，有些成果已用于临床治疗，如环孢霉素Ａ和他克莫司，随着对ＮＦＡＴ活化及其发挥功能各个环节的研究日渐深入，使多位点、多环节抑制ＮＦＡＴ活性，提高免疫抑制的特异性，减少不良反应成为可能，为研制新型免疫抑制剂带来希望。 【关键词】活化Ｔ细胞核因子；抑制剂；钙调神经磷酸酶 Ｒｅ钾ａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓ豁ｏｆｎｕｄｅａｒｆａｃｔｏｒｏｆａｃｔｉＶａｔｅｄＴｃｅＩＩｓｉｎｈｉｂｉｔｏ隅ＣＨＥＮＭＰｉ一＾Ｄ，２９。，Ｓ［）ＮＧＮｉ咒ｇ，ＺＨＡＮＧｃｏ行ｇ—ｍｉ玑。眈以ｒ￡优ｅ行≠ｏ厂Ｆ“聍“ｉｏ以，＆ｏｄｉ，ｚｇｎ坶ｆ＆砌位ＺＨＤｓ户ｉ￡ｎＺ，＆Ｄｄ讯量０７１０００，ａｌｉ咒４【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＮｕｃｌｅａｒｆａｃｔｏｒｓｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄＴｃｅｌｌｓ（ＮＦＡＴ）ｆａｍｉｌｙａｒｅｗｉｄｅｌｙｄｉｓｔ“ｂｕｔｅｄ，ａｎｄｈａｖｅｄｉｖｅｒｓｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ．ＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｄｉｓｅａｓｅｔｈｒｏｕｇｈｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇＮＦＡＴｉｓａｈｏｔｓｐｏｔｉｎｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＮＦＡＴｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｈａｓｖｉｅｌｄｅｄｆｒｕｉｔｆｕｌｒｅｓｕｌｔｓ。ａｎｄｓｏｍｅｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎｃｌｉｎｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｓｕｃｈａｓｃｙｃｌｏｓｐｏｒｉｎＡａｎｄｔａｃｒｏｌｉｍｕｓ．Ａ１０ｎｇｗｉｔｈｔｈｅｇｒａｄｕａｌｉｎ－ｄｅｐｔｈｓｔｕｄｙｏｆＮＦＡＴａｃｔｉｖａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅＮＦＡＴｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓａｒｅｆｏｕｎｄｅｄ，ａｎｄｍａｙｈｅｌｐｕｓｔｏｄｅｖｅｌｏｐｎｅｗｔｙｐｅｓｏｆｉｍｍｕｎｏｓｕｐｐｒｅｓｓａｎｔｓ． 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ＮｕｃｌｅａｒｆａｃｔｏｒｓｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄＴｃｅｌｌｓ；Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ；Ｃａｌｃｉｎｅｕｒｉｎ 活化Ｔ细胞核因子（ｎｕｃｌｅａｒｆａｃｔｏｒｓｏｆ ａｃｔｉｖａｔｅｄＴｃｅｌｌｓ，ＮＦＡＴ）最初被鉴定于Ｔ细胞内， 是一种可迅速诱导的与人ＩＩ。一２启动子末端抗原受 体反应元件相结合的核转录因子【１Ｊ。ＮＦＡＴ家族 蛋白参与多种免疫功能调节，抑制ＮＦＡＴ·活性已成 为免疫抑制剂研究的重要靶点，传统ＮＦＡＴ抑制剂 环孢霉素Ａ（ｃｙｃｌｏｓｐｏｒｉｎＡ，ＣｓＡ）和他克莫司 （Ｔａｃｒｏｌｉｍｕｓ，ＦＫ５０６）已成功用于临床多年，对治疗 器官移植后的排斥反应做出重大贡献，但由于具有 严重的毒副作用，限制了其临床应用。随着对 ＮＦＡＴ活化及其发挥功能各个环节研究的日渐深 入，使多位点多环节抑制ＮＦＡＴ活性，提高其特异 性，减少不良反应成为可能，并为研制新型免疫抑制 剂带来希望，现将ＮＦＡＴ抑制剂的研究进展作一 介绍。 １ＮＦＡＴ简介 基金项目：河北省卫生厅科研基金资助项目（０７０５１） 作者单位；０７１０００保定市第一中心医院功能科（陈妹红）； ０５００００石家庄，河北医科大学第二医院呼吸内科（宋宁、张聪敏）．综述． ＮＦＡＴ家族包括５种不同的蛋白，其中４种分 另０是ＮＦＡＴｌ（ＮＦＡＴｐ，ＮＦＡＴｃ２），ＮＦＡＴ２ （ＮＦＡＴｃ，ＮＦＡＴｃｌ），ＮＦＡＴ３（ＮＦＡＴｃ４），和 ＮＦＡＴ４（ＮＦＡＴｘ，ＮＦＡＴｃ３），它们的合成主要由 钙／钙调神经磷酸酶（ｃａｌｃｉｕｍ／ｃａｌｃｉｎｅｕｒｉｎ，Ｃａ／ＣａＮ） 信号通路调节；另一种为ＮＦＡＴ５（弹性增强结合蛋 白，ｔｏｎｉｃｉｔｙｅｎｈａｎｃｅｒｂｉｎｄｉｎｇｐｒｏｔｅｉｎ，ＴｏｎＥＢＰ，又 称ＮＦＡＴｚ或ＮＦＡＴＬｌ），是目前已知的惟一的哺乳 动物对高渗透压反应的转录因子，由高渗透压调 节［２］。目前ＮＦＡＴ抑制剂的研究主要集中于 Ｃａ／ＣａＮ—ＮＦＡＴ信号通路。 ２ＮＦＡＴ活化及转录活性 静息状态下，ＮＦＡＴ以磷酸化的形式存在于细 胞浆中，活化状态下其去磷酸化，核内转位并诱导靶 基因转录。ＮＦＡＴ活化首先需要刺激信号诱导细 胞内自由钙水平增高，细胞内增高的自由钙可激活 ＣａＮ，发挥其磷酸酶活性活化ＮＦＡＴ，一旦ＣａＮ失 活，会引起ＮＦＡＴ复磷酸化，并返回胞浆内［２］。 ２．１ＮＦＡＴ与ＣａＮ的相互作用ＮＦＡＴ与ＣａＮ 的交互作用发生于ＮＦＡＴＮ一末端调节区，这里含有万方数据
目的：NFAT （Nuclear factor of activated T-cell ）家族在人体生理和病理过程中发挥着重要的作用，但是对NFAT3的转录调节因子却知之甚少。通过本室前期的实验，我们了解到NFAT3可以调节ER （Estrogen Receptors ）的转录活性，因此，反过来，我们检测了ER 对NFAT3转录活性的影响。 方法：通过活性实验、点突变实验及RNA 干扰实验，验证ER 、雌激素及NFAT 激活剂PMA+ION 对NFAT3转录活性的影响，并通过免疫共沉淀（Co-immunoprecipitation ，Co-IP ）实验检测ER 与NFAT3的相互作用，通过染色质免疫共沉淀（CHIP ）实验确定ER α能否被募集到IL-2启动子上，并用核质分离实验，揭示ER α在细胞内对NFAT3定位的影响。 结果： 1． 在293T 及MDA-MB-453细胞中，ERs 可以抑制NFAT3的转录活性。 2． IP 实验证实，NFAT3和ERs 在体内存在相互作用，并且该作用不受NFAT 激活剂PMA+ION 的影响。 3． 敲低293T 细胞中的内源NFAT3后，ER α对NFAT-LUC 活性的抑制作用基 本消除，证实ER α对NFAT-LUC 报告基因的抑制需要NFAT3的参与。 4． 在分别敲低MCF-7细胞中的内源性ER α和ER β后，NFAT3的转录活性都大 幅增强。 5． 构建了两个ER α雌激素结合位点突变体，与野生型ER α相比，两个突变体 对NFAT3活性的抑制依然存在，而在加入雌激素后，对NFAT3的进一步抑制被消除，证实雌激素对NFAT3转录活性的抑制依赖ER 的活性。 6． AKT 和MAPK 重现了ER α磷酸化位点突变体ER α（S167A ）和ER α（S118A ） 对NFAT3转录活性的影响。 7． CHIP 实验证实，加入ER α后，NFAT3与其靶基因IL-2启动子的结合增强， 而加入PMA+ION 后，能进一步促进该结合。 8． 通过核质分离实验发现ER α促使NFAT3入核，并且加入PMA+ION 后， NFAT3的表达增强。 结论：ER α是NFAT3的一个转录调控因子，ER α对NFAT3的转录调节受到雌激素和PMA+ION 的影响。对受NFAT3影响的多种免疫疾病、神经性疾病、心血管疾病和癌症的研究和治疗提供了新的线索。 关键词：ER ，NFAT3，相互作用，磷酸化，转录活性 致谢：该工作得到国家自然科学基金（30530320，30625035，30500191），973计划 P2-44 ER 对雌激素共调节因子NFAT3的转录调节 秦玺，王晓辉，杨智洪，丁丽华，徐小洁，程龙，牛畅，孙慧伟，张浩，叶棋浓 军事医学科学院生物工程研究所，北京市海淀区太平路27号院工作区北楼2121，100850 (xiba315@https://www.doczj.com/doc/37259814.html,)
角朊细胞 角朊细胞的增殖和分化是一个受到精细调节的过程，并伴随着一系列形态学和生化改变，最终形成角质细胞，这就必然涉及到许多结构基因的同时活化与灭活，即基因表达的调控，而转录水平的调控尤为重要。现已发现许多转录因子如AP1、AP2、Sp1、POU结构域及C/EBP等可调节角朊细胞基因的表达。 目录
转录水平、翻译水平及翻译后水平，其中最常见的调控方式就是转录调控。现已发现AP1、AP2、NFκB、C/EBP、ets、Sp1及POU结构域等转录因子可作为表皮中的调控蛋白，从而调节编码套膜蛋白（involucrin, iNV）、转谷氨酰胺酶（transglutaminase，TG）、SPRR2A、兜甲蛋白（loricrin）、角蛋白及BPAG1等蛋白的基因的表达。本文就与角朊细胞基因表达有关的转录因子作一简要综述。 编辑本段转录因子的一般特征 转录因子（transcription factor）是能与位于转录起始位点上游50～5000bp的顺式作用元件（cis-acting elements）、沉默子（silencer）或增强子（enhancer）结合并参与调节靶基因转录效率的一组蛋白，并能将来自细胞表面的信息传递至核内基因。转录因子通常有几个功能域，可分为DNA结合域、转录调控域及自身活性调控域，DNA结合域可与特定的DNA序列（一般长8～20bp）相互作用，使转录因子与靶基因结合起来，随之转录调控域就可发挥其激活或抑制作用，通常这些结构域在结构与功能上是独立分开的。不同的转录因子还可结合于紧密相邻的DNA序列而形成一种多聚体结构来调节基因表达，这种组合调控（combinatorial regulation）不论转录因子是否激活及其含量多少均可激活基于靶基因中特定转录因子结合位点的转录。除启动基础转录活性外，转录因子还能整合从细胞表面经信号转导途径传递而来的信号[2]。 编辑本段激活角朊细胞基因表达的转录因子 （一）AP1 AP1转录因子通常以jun(c-jun、junB、junD)与Fos（Fra-1、Fra-2、c-fos、fosB）家族成员组成的同源或异源二聚体表达其活性，即结合于5’-GTGAGCTCAG-3’序列。目前已知AP1位点对于编码角蛋白（K1、K5、 K6及K19）、丝聚合蛋白原（profilaggrin）基因的最适转录活性十分重要[3,7]，编码角质化包膜（cornified envelope）相关蛋白-TG1、兜甲蛋白及INV的基因也含有功能性AP1 位点[8，9]，如hINV基因启动子在其转录起始位点上游2.5kb内有5个AP1共有结合位点（AP1-1～5），其中2个AP1位点AP1-1和AP1-5若同时发生突变时角朊细胞的转录水平就可下降80%；佛波酯（TPA）则可使AP1与hINV启动子处AP1-1及AP1-5位点的结合能力增强10～100倍，后经点突变实验证实AP1-1和AP1-5位点可部分介导佛波酯（TPA）诱导的效应[10]。丝聚合蛋白原、K1、兜甲蛋白及K19基因中的AP1位点可活化转录[3,6,7]，
转录因子 摘要：随着众多生物基因组计划的完成及其蛋白质组学研究的不断深入，人类步入了系统生物学时代。基因组计划的完成提供了大量的DNA内在信息，解析出基因组中可能存在的全部基因的阅读框架，因此，接下来研究基因的表达调控特别是转录调控就显得非常迫切。另一方面，蛋白组学研究的突飞猛进给我们描绘出了细胞的蛋白质表达谱和网络谱，接下来研究蛋白质与蛋白质，蛋白质与DNA的相互作用将成为现在及以后相当长一段时间内的研究主题。有生物学家认为，21世纪对人类最具有挑战性的生物学主题就是“基因的全基因组调控”和”细胞的全蛋白质的生理功能”这两大难题。 然而，转录因子是可与基因调控序列结合并调控基因转录的一类核蛋白，研究转录因子就是研究转录调控的分子机制，研究一种或一类特定的蛋白质分子与DNA的结合特性，研究与DNA结合的蛋白质分子是怎样调控基因转录等问题。转录因子的研究实际上已构成上述两大生物学难题的一个交叉点，因此，对转录因子的深入研究已是一件极其迫切而且重要的课题。 DNA转录及转录因子 定义 转录：是指以DNA为模板，在RNA聚合酶的作用下合成mRNA，将遗传信息从DNA分子上转移到mRNA分子上，这一过程成为转录。真核生物DNA的转录在细胞核中进行，原核生物的转录在细胞质的核质区
内进行。 转录单元 转录单元是一段以启动子开始至终止子结束的DNA序列。 转录起始（transcription initiation）：转录因子通过识别基因启动子上的特异顺式元件并募集多种蛋白质因子，形成具有RNA聚合酶活性的转录起始复合体，从转录起始位点启动转录的过程。 转录终止子（transcription terminator）：基因编码区下游使RNA聚合酶终止mRNA合成的密码子，是一种位于poly(A)位点下游，长度在几百碱基以内的结构。 终止子可分为两类。一类不依赖于蛋白质辅因子就能实现终止作用。另一类则依赖蛋白辅因子才能实现终止作用。这种蛋白质辅因子称为释放因子，通常又称ρ因子 转录因子：能够结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质，活化后从胞质转位至胞核，通过识别和结合基因启动子区的顺式作用元件,启动和调控基因表达。 转录因子是转录起始过程中RNA聚合酶所需的辅助因子。真核生物基因在无转录因子时处于不表达状态，RNA聚合酶自身无法启动基因转录，只有当转录因子(蛋白质)结合在其识别的DNA序列上后，基因才开始表达。转录因子是结合在某基因上游特异核苷酸序列上的蛋白质，这些蛋白质能调控该基因的转录。转录因子可以调控核糖核酸聚合酶（RNA聚合酶）与DNA模板的结合。转录因子不单与DNA序列上的启动子结合，也可以和其它转录因子形成-转录因子聚合体，来影
综述 调控红细胞生成的转录因子及其作用 陈渝萍 刘德培 薛社普 哺乳类红细胞生成分为胚胎型(或称原始型)和成年型(或称定型)两个不同的发育时期,前者主要在卵黄囊的血岛中进行,产生有核红细胞;后者则集中于胚胎,骨髓及脾脏,产生无核红细胞。如果从红系分化角度出发,则可分为两个阶段:红系早期分化(由造血干细胞到红系祖细胞)和终末分化(由红系祖细胞到成熟红细胞)。在整个分化过程中,红系特异基因相继开启并呈优势表达,非红系基因则逐渐关闭,细胞最终呈现红系特有表型。调控基因特异表达的主要方式之一是由公用转录因子与红系特异转录因子共同参与的基因转录水平的调控。红系特异转录因子的分布具有组织特异性,其表达水平随红系的发育和分化的进行而变化,这种严格的谱系限制性直接导致靶基因在红系组织细胞中的特异表达。而任何影响这些转录因子控制基因表达能力的改变,均会严重干扰乃至完全破坏红系的正常发育和分化;它们自身的异常表达也会导致一系列血液疾病的发生。我们从早期造血发生开始,介绍调控红系早、晚期发育和分化的转录因子及其作用。 1 红系早期分化过程中的转录调控因子 红系早期分化始于自我更新状态的造血干细胞(Hematopoietic stem cells, HSC),经过定向谱系的造血祖细胞(Hematopietic p rogeni tor cells,HPC)阶段,进而分化产生红系祖细胞(Erythropoietic HPC,E HPC)。从小鼠基因敲除,胚胎干细胞的体外分化和嵌合体的实验结果可知,失活SCL或LMO2均可导致原始型和定向型造血完全丧失,表明二者至少参与了造血谱系和髓系定向的调控,可能还包括从腹部中胚层细胞到造血细胞的定向,并显示出维持细胞增殖和生存的功能[1],HSC自我更新和分化的行为则受到GATA2控制,增强该因子的活性将抑制细胞扩增,促进HSC往单核系和粒系发育,抑制红系分化[2]。另外,c myb也可能调控了造血定向,并促进HSC往一定方向分化,当它在ES细胞中过度表达时,可促进HSC的形成并进一步分化产生红系和髓系的混合克隆[3]。 调控HPC增殖的转录因子主要有GATA2/3,AML1和c myb等。这些基因的敲除个体虽能产生正常造血细胞,但祖细胞的数量显著降低,造成成熟血细胞的数目大为减少[4,5]。其中GATA3的作用限于胎肝的定向型造血过程。部分Id (Id1,2,3)和Hoxs(Hox9,10,Hox3 6)因子,可刺激祖细胞增殖,抑制祖细胞成熟分化。它们的过度表达将抑制HPC的进一 作者单位:100005 北京,中国医学科学院、中国协和医科大学基础医学研究所;国家医学分子生物学重点实验室;中国协和医科大学基础医学院细胞生物室步成熟[6]。 从红系多能造血细胞到红系前体细胞,E HPC的分化、增殖和分裂的调控是由某些在造血早期有重要作用的因子承担,如SCL和LMO2。它们在多能的HPC中表达水平极低,随着E HPC的产生,其表达上调,并持续高水平至红系前体细胞[7];与此同时,一些在多能HPC中高表达(如GATA2,c myb等)或非红系分化必需的转录因字(如PU.1,Fli 1等)的表达动态正好相反,它们的表达下调是HPC向红系分化的先决条件[8]。 2 红系晚期分化过程中的转录调控因子 进入红系分化晚期以后,定向祖细胞经过有限次数的分裂,逐步分化直至产生成熟红细胞。细胞在增殖、分化和凋亡之间维持着动态平衡。某些相对特异的转录因子参与了该时期红系分化的调控,敲除这些转录因子只会影响红系的成熟分化,其它谱系发育正常。其中,GATA1是红系分化至C FU E期后调控细胞存活和红系特异基因转录的中心因子,一旦该基因被敲除,多种红系特异基因不能表达,细胞阻滞于前体细胞期不能继续分化,并开始大量凋亡[9]。NF E2则确保珠蛋白基因LCR 中HS2增强子活性的发挥以维持珠蛋白高表达,并调控涉及几个合成关键酶分子的基因正常表达[10]。然而NF E2-/-个体却并不发生红系发育和分化异常,推侧可能有其它C NCs 蛋白家族成员(如Nrf1,2,3,Bach1/2)进行代偿[11]。Ets 1是另一个直接控制某些红系特异基因(如转铁蛋白受体TR,珠蛋白和PBGD等)表达的转录因子,若MafB和Ets 1结合,将导致红系分化受阻。有的转录因子调控基因不同发育时期的表达,如控制珠蛋白基因发育阶段特异性的三个转录因子:EKLF、BKLF、FKLF,其靶基因分别是 珠蛋白、其它不依赖E KLF的基因和 -、-珠蛋白基因。敲除其中一个单一基因只会使得某类蛋白(如某类珠蛋白)在特定时期不表达,在其它时期则正常表达。但个体最终因某些基因丧失正常的发育时相性而不能完成终末分化[12]。 从中、晚幼红细胞到成熟红细胞,血红蛋白进一步在细胞中积累,细胞核开始浓缩并被排放于胞外,最终产生成熟红细胞。有关核浓缩和排核发生机制的研究目前仅限于一些细胞骨架系统的报道,如微管蛋白和某些中等纤维蛋白;相应基因的表达调控机制尚不清楚。最近国内有报道,红系终末分化涉及一种具有可能的亮氨酸拉链结构和激酶活性的蛋白。该蛋白在处于终末分化时期的红系细胞中优势表达,于排核前从胞质中转移至核内,表现出和排核相关的定位改变。 3 其它和红系相关的转录因子 有的转录因子并不直接和