糖类应答元件结合蛋白——葡萄糖信号途径中的转录因子

糖类应答元件结合蛋白(ChREBP)是2001年发现的葡萄糖信号途径中的一个新的候选转录因子,在哺乳动物体内可结合到糖酵解和脂肪合成酶相关基因启动子区的糖类应答元件(ChRE)上,激活这些基因的转录,并与SREBP-1c协同作用,调节糖酵解和脂肪合成酶相关基因的表达。该文介绍ChREBP的基因结构、表达调控、活性调节、生物学功能及其作用机制等的最新研究进展。     

ChREBP和Mlx在调控葡萄糖反应基因表达中的作用

近年的研究结果显示,葡萄糖能在转录水平调控糖酵解和生脂酶基因的表达,对肝糖类和脂类动态平衡起协同调控作用.其重要转录因子是糖反应元件结合蛋白（ChREBP）和Max样蛋白X(Mlx),葡萄糖通过ChREBP.Mlx异二聚体调控葡萄糖反应基因的转录.本文主要综述转录因子ChREBP和Mlx的结构与功能,调控葡萄糖反应基因表达的机制,以及影响转录因子表达的因素.     

调控糖酵解和生脂的重要转录因子:碳水化合物反应元件结合蛋白

碳水化合物反应元件结合蛋白（carbohydrate response element binding protein,ChREBP）是最近发现和分离的一种重要的转录调控因子,它直接激活多个参与糖酵解和脂肪合成基因的表达,从而调控糖代谢和脂肪酸合成。研究ChREBP表达的调控机制及生物学效应,将有助于全面认识肥胖、糖尿病等代谢综合征的发病机制。本文综述了碳水化合物调控元件（carbohydrate response element,ChRE）及ChREBP的结构,ChREBPDNA结合活性的活化过程和分子机制,以及对靶基因的作用。     

ChREBP在肝细胞糖脂代谢中的作用

碳水化合物反应元件结合蛋白(carbohydrate response element binding protein,ChREBP)是一个在糖脂代谢过程中发挥重要作用的转录因子.ChREBP的分子量约为90kD,含有四个与其活性紧密相关的磷酸化位点.葡萄糖代谢旁路产物5-磷酸木酮糖可以激活蛋白磷酸酶2A,其促使ChREBP去磷酸化,去磷酸化的ChREBP进入细胞核,并与MLX形成异源二聚体ChREBP/MLX,ChREBP/MLX结合到靶基因启动子区域的ChRE上,激活靶基因的转录.ChREBP的靶基因主要是参与糖酵解和脂质合成的一些酶类,因而ChREBP的激活可促进葡萄糖向脂质转化.敲除ChREBP的小鼠虽可正常生长发育但其体内脂肪组织明显减少,同时肝中有大量糖原堆积而导致肝肿大.敲除ChREBP的ob/ob小鼠,体重及糖脂代谢紊乱也有明显改善.总之,现有的研究揭示ChREBP有可能成为治疗代谢综合征的一个新靶点.     

Mondo蛋白在肿瘤相关代谢中的研究进展

转录因子Mondo蛋白家族包括MondoA和ChREBP(MondoB)两个家族成员,是葡萄糖介导的基因转录调控的关键调控因子,可直接调控糖酵解和脂肪酸生成相关基因的表达,在细胞代谢与能量平衡中发挥重要作用。细胞代谢改变是肿瘤的重要特征之一,为肿瘤细胞生长及恶性进展创造了有利条件。近年来,研究发现,Mondo蛋白在肿瘤细胞糖酵解、脂肪酸合成和谷氨酰胺利用等代谢通路中发挥着重要作用,而且Mondo蛋白调控肿瘤细胞的代谢,其在肿瘤细胞生长、增殖和侵袭等过程中的作用值得肿瘤研究者关注。因此,更好地认识Mondo蛋白调控肿瘤细胞代谢的机制,将为癌症的治疗提供新的方向。本文对Mondo蛋白家族成员的分子特征、表达调控、组织特异性功能及其在肿瘤代谢重编程和细胞增殖中的最新研究进行综述,为肿瘤的防治提供新思路。     

TNF-α影响胰岛素对原代培养大鼠脂肪细胞增殖及生脂基因的转录表达

采用RTPCR、MTT比色法和油红O染色提取法,分别测定外源TNFα、胰岛素对原代培养大鼠前体脂肪细胞增殖及脂肪生成和碳水化合物反应元件结合蛋白(ChREBP)、固醇调控元件结合蛋白(SREBP)1c、脂肪酸合酶(FAS)及乙酰辅酶A羧化酶(ACC)1基因转录表达的影响。结果表明,TNFα可有效抑制胰岛素对原代培养大鼠前体脂肪细胞增殖的促进作用,并通过抑制胰岛素对转录因子SREBP1c和脂肪酸合酶FAS及ACC1基因转录表达的促进作用,减少脂肪酸的生物合成,抑制成熟脂肪细胞的脂肪生成,证明TNFα是动物脂肪形成的有效抑制因子。此外,TNFα下调ChREBPmRNA表达,但胰岛素在低糖条件下对其表达没有明显影响     

YAP对细胞线粒体功能的影响及其生物学意义研究

YAP(yes-associated protein)是Hippo信号通路中发挥转录共激活作用的蛋白。已知YAP能够参与细胞的多个代谢过程,但YAP是否参与了线粒体功能的调控尚不清楚。该研究发现,无论是化合物抑制YAP功能还是基因敲低YAP表达水平均能够显著提升线粒体呼吸链组装水平,并促进线粒体呼吸能力的上升和膜电位的升高。初步的机制分析表明,YAP基因功能的抑制可正向调控促进线粒体生物能学的相关转录因子Nrf1、RXRα和POLG的表达;负向调控抑制线粒体生物能学的转录因子HIF1-alpha的表达。进一步的生物学功能分析表明,葡萄糖应激或者葡萄糖剥夺下线粒体功能的上升部分依赖于YAP表达量的抑制。综上,该研究发现,YAP可通过调节线粒体功能调控相关转录因子的表达来影响线粒体功能,且葡萄糖应激条件下线粒体功能的维持可通过YAP途径实现。     

生肌调节因子及其作用机理

肌肉基因活化和转录受生肌调节因子调控,这些转录因子均有一高度保守的碱性区－螺旋－环－螺旋同源结构,与其它广泛表达的细胞因子相互作用,以平行二聚体结合于,肌肉基因控制区,激活基因转录,促进肌肉分化。这些因子只在骨骼肌表达,可自身和相互激活,并可以受育及其它细胞因子调控。     

葡萄糖转运蛋白GLUT4表达的调节机制

胰岛素反应性的葡萄糖转运蛋白4（glucose transporter 4,GLUT4）在葡萄糖的摄取和代谢过程中发挥着重要作用。GLUT4蛋白表达水平直接影响机体葡萄糖的利用。肌细胞增强因子2（myocyte enhancer factor 2,MEF2）、过氧化物酶体增殖物激活受体（peroxisome proliferator activated receptors,PPARs）、CCAAT增强子结合蛋白α（CCAAT enhancer binding protein α,C/EBP-α）、固醇类反应元件结合蛋白1c(sterol response element binding protein 1c,SREBP-1c）等转录因子可以上调或下调Glut4基因转录。激素、代谢以及一些病理状态可以通过改变转录因子的量或活性影响Glut4。本文综述了在Glut4基因表达中发挥作用的转录因子,以及在特定的生理或病生理状态下Glut4基因表达调控的机制。     

PGC-1α与炎症反应的研究进展

PGC-1α是共激活转录因子成员,调控线粒体生成相关基因的转录和表达,促进线粒体生成,调节机体的能量代谢。最近的研究发现,PGC-1α也参与机体炎症反应的调控过程。本文从PGC-1α的结构与活性调节、与糖尿病、神经系统疾病的关系等方面综述PGC-1α与机体炎症调控的最新进展。