免疫系统防御强，遇到缺氧HIF帮

缺氧诱导因子（hypoxia-inducible factor,HIF）是一类受氧调控的转录因子。其α亚基是氧敏感性亚基,包括HIF-1α、HIF-2α和HIF-3α,与β亚基形成异源二聚体,活化目标基因的表达以调节细胞对低氧的反应。HIF本身受到精细调节,包括转录组水平的调节,以及通过蛋白质翻译后修饰所进行的蛋白质水平的调节,以确保细胞对低氧压力产生适当反应。免疫应答常伴随局部组织的低氧状况,HIF是低氧环境中先天免疫和适应性免疫应答的重要调节因子。在天然免疫系统,HIF激活一系列与代谢相关的基因表达,调节中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞的发育、极化和功能。对于适应性免疫,近年来的研究确立了HIF在CD4⁺T细胞分化和功能中的重要作用。本综述将重点讨论近年来有关HIF调节机制,及其在免疫细胞功能研究的进展。     

KLFs对珠蛋白基因表达和红系分化的调控作用

Krüppel样因子(Krüppel-like factors, KLFs)是一组与真核基因转录调控密切相关的锌指蛋白.KLFs高度保守的羧基末端含3个串联的Cys2His2型锌指结构,用于结合GC盒和CACCC盒等DNA序列. 红细胞中特异表达的珠蛋白基因和许多红系调控因子中都含有CACCC盒.已有研究发现,多个KLFs通过结合CACCC盒参与调控珠蛋白基因表达和红系分化,例如,KLF1通过结合β-珠蛋白启动子和位点控制区(locus control region, LCR),促进β-珠蛋白的表达、γ-向β-珠蛋白基因的转换和红系分化;KLF2、KLF11和KLF13分别促进ε-和γ-珠蛋白基因的表达;KLF4促进α-和γ-珠蛋白基因的表达;KLF3和KLF8则抑制ε-和γ-珠蛋白基因的表达. 本文综述了KLFs调控珠蛋白基因表达和红系分化的研究进展.     

全反式维甲酸通过抑制ERK和激活p38 MAPK信号诱导KLF4基因表达

全反式维甲酸（all-trans retinoic acid, ATRA）诱导细胞分化与上调转录因子Krüppel样因子4 (KLF4)表达有关, 但目前对ATRA诱导KLF4表达的分子机制尚不清楚．为了研究ATRA在血管平滑肌细胞（VSMC）中诱导KLF4表达的分子机制,本 研究观察ATRA对视黄酸受体α (retinoic acid receptor α, RARα)和KLF4表达的影响及RARα介导ATRA诱导KLF4表达所依 赖的信号转导途径．实验结果显示,ATRA可显著诱导RARα和KLF4表达,用RARα拮抗剂Ro 41 5253阻断ATRA与受体相互作 用后,ATRA诱导的KLF4表达受到显著抑制．用p38 MAPK、ERK和Akt抑制剂阻断ATRA与RARα相互作用所激活的信号转导途径 后,发现阻断p38 MAPK信号途径显著抑制ATRA诱导的KLF4表达,抑制ERK信号途径使ATRA对KLF4表达的诱导作用明显增强, 抑制Akt信号途径不影响KLF4基因表达．表明RARα介导ATRA对KLF4表达的诱导作用,ATRA通过抑制ERK和激活p38 MAPK信号 途径发挥其对KLF4基因表达的诱导作用．     

KLF5与c-Jun相互作用促进Ang II诱导的血管平滑肌细胞增殖

KLF5（Krüppel-like factor 5）是KLF家族转录因子中的成员,参与多种与增 殖相关基因的转录调节.通过体外培养大鼠血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cells, VSMC）,以Ang Ⅱ为增殖诱导因素,研究KLF5介导VSMC增殖的机制. 研究发现,Ang Ⅱ可剂量依赖性诱导VSMC增殖,并伴有KLF5和c-Jun蛋白表达水平的 升高.为了证实KLF5参与Ang Ⅱ诱导的细胞增殖过程,用siRNA敲低内源性KLF5的表达后,发现细胞增殖活力受到明显的抑制;交互免疫沉淀和GST pull down分析结果显示,KLF5与c-Jun在体内和体外存在物理学上的相互作用,并且Ang Ⅱ可诱导二者之间的相互缔合.这些结果表明,KLF5通过与c-Jun相互作用进而介导Ang Ⅱ诱导的VSMC 增殖.     

Krüppel样因子7(KLF7)生物学功能研究进展

Krüppel样因子7(Krüppel-like factor 7,KLF7)是Sp1样或Krüppel样转录因子家族(specificity protein/Krüppel-like factor,SP/KLF)成员,在多种生物学过程中发挥重要作用,该基因完全敲除小鼠出生时大部分死亡.KLF7是肥胖症、Ⅱ型糖尿病、心血管疾病、癌症、面部发育异常、氧化磷酸化缺陷和Ⅰ型自身免疫性胰腺炎等疾病的相关基因.功能分析显示,KLF7是神经系统发育和脂肪形成的关键因子,同时也在肌肉再生和造血作用中发挥功能.在SP/KLF家族中,KLF7研究相对较少,大部分作用机制尚不清楚.本文从结构和功能方面详述了KLF7的最新研究进展,为其和KLFs家族深入研究提供重要的科学依据.     

多种翻译后修饰对低氧诱导因子-1α稳定性调控的机制

低氧诱导因子-1（hypoxia-inducible factor-1, HIF-1）是组织细胞对缺氧感应和调控的一类关键转录因子,在机体中广泛表达.作为细胞低氧应答反应中的重要调节因子,HIF-1能够调节100多种涉及低氧应激下细胞适应和存活的靶基因. HIF-1是由氧依赖的α亚基和细胞内稳定表达的β亚基构成的异源二聚体.其中α亚基对氧浓度变化敏感,是HIF-1的功能性亚基,它的表达活性决定了HIF-1的生物学活性.近期研究发现,HIF-1α的一系列翻译后修饰可改变其稳定性,进而调控其转录激活活性,从而参与肿瘤、低氧性肺动脉高压以及心血管疾病等的发生与发展.本文主要就HIF-1α的一列系翻译后修饰,如羟基化、泛素化、磷酸化、乙酰化、SUMO化修饰作一综述.     

过表达鸡Klf2促进klf7转录抑制脂肪细胞分化

过表达Krüppel样因子2(Krüppel like factor 2,Klf2)或Klf7可抑制脂肪细胞形成,但是在脂肪组织中Klf2是否调控klf7表达还不清楚。本研究采用油红O染色和蛋白质印迹法技术研究了过表达Klf2对鸡前脂肪细胞分化的影响,结果显示过表达Klf2抑制油酸诱导的前脂肪细胞分化和pparγ表达,同时促进klf7表达(P<0.05)。利用Spearman相关性分析研究人和鸡脂肪组织中klf2和klf7的表达数据之间的关系,发现klf2和klf7的表达数据存在明显的正相关(r>0.1)。荧光素酶报告基因分析显示,在鸡前脂肪细胞中过表达Klf2促进鸡klf7启动子(–241/–91、–521/–91、–1845/–91、–2286/–91和–1215/–91)的活性(P<0.05);此外,在鸡前脂肪细胞中,klf7启动子(–241/–91)报告基因活性与共转染的klf2过表达质粒的浓度正相关(Tau=0.91766,P=1.074×10–7),过表达Klf2显著促进klf7的mRNA表达水平。综上所述,促进klf7表达可能是Klf2抑制鸡脂肪细胞形成的作用途径之一,鸡klf7翻译起始位点上游–241 bp/–91 bp序列可能介导转录因子Klf2对klf7表达的转录调控作用。     

细胞氧感受器：天冬酰胺酰羟化酶

缺氧诱导因子（hypoxia-inducible factor, HIF）是异二聚体的转录因子,由氧敏感的α亚基和在细胞内稳定表达的β亚基组成,在细胞缺氧应答反应中起核心作用.缺氧诱导因子脯氨酰羟化酶（prolyl hydroxylase domain-containing proteins, PHDs）和天冬酰胺酰羟化酶,即缺氧诱导因子抑制因子(factor-inhibiting HIF, FIH）是调节缺氧诱导因子蛋白质水平和活性的2类关键酶,它们自身的催化活性受细胞内氧张力的调节,因而被称为细胞氧感受器.目前,大多数的研究都集中于PHDs,而对FIH的研究相对较少.本文主要就FIH的发现、晶体结构、生物学特征以及表达水平和活性调节等方面作一综述.     

流感病毒感染巨噬细胞对缺氧诱导因子-1α诱导炎症反应通路的机制研究

为探索缺氧诱导因子(hypoxia inducible factor,HIF)-1α诱导甲型流感病毒毒株感染小鼠巨噬细胞引起炎症反应的具体机制,本研究以甲型H1N1流感病毒(简称H1N1)株A/PR/8感染小鼠巨噬细胞RAW264.7后,在显微镜下观察其在感染后的表型变化,分别在不同时间段收集样本,通过聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)检测HIF-1α、干扰素(interferon,IFN)-γ、白细胞介素(interleukin,IL)-6、肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α和M蛋白(M protein,MBP)mRNA的变化,通过蛋白质印迹法(Western blot, WB)检测HIF-1α、核转录因子-κB(nuclear factor-κB,NF-κB)、促分裂原活化的蛋白激酶(mitogenactivated protein kinase,MAPK)、蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)以及M蛋白的变化。随后,加入抑制剂2-MeOE-2(10 nmol/L)进行抑制试验,采用PCR和WB检测HIF-1α表达被抑制后上述炎症因子mRNA表达水平及炎症蛋白通路的变化。结果显示,H1N1PR8感染小鼠巨噬细胞RAW264.7后,H1N1PR8复制率在24 h达到峰值,HIF-1α mRNA在感染6 h后开始升高,12 h迅速上升,24 h达到峰值。IFN-γ、IL-6、TNF-α mRNA变化趋势基本与HIF-1α一致,但在感染12 h并未进入快速上升期。HIF-1α蛋白在感染后6 h表达明显增多,24 h达到峰值,与mRNA变化水平基本一致。NF-κB通路蛋白在感染12 h后明显增多,48 h开始减少。加入抑制剂2-MeOE-2后,培养感染细胞24 h,抑制剂组IL-6、TNF-α mRNA水平较对照组显著下降(P<0.05),抑制剂组NF-κB通路蛋白较对照组表达下降。本研究结果表明,小鼠巨噬细胞被H1N1感染后,HIF-1α可能通过激活NF-κB通路促进IL-6、TNF-α等炎症因子的分泌参与炎症反应。     

HIF1α-induced upregulation of KLF4 promotes migration of human vascular smooth muscle cells under hypoxia

Hypoxia-induced vascular smooth muscle cells (VSMCs) migration plays an important role in vascular remodeling and is implicated in vascular diseases, such as atherosclerosis and pulmonary hypertension. We previously observed the increased expression of krüppel-like factor 4 (KLF4) in VSMCs under hypoxia. However, whether the upregulation of KLF4 participates in hypoxia-induced VSMCs migration is still unknown. In this study, we demonstrated that KLF4 was an important player in the process of VSMCs migration under hypoxia since interference of KLF4 by small interfering RNA mostly dampened hypoxia-induced migration of VSMCs. In addition, using luciferase reporter and ChIP assays, we confirmed two hypoxia-inducible factor 1α (HIF1α) binding elements (located at -150 to -163 and -3922 to -3932) in the upstream regulatory region of klf4 locus and identified KLF4 as a novel direct target gene of HIF1α. Our findings unveil a novel regulatory mechanism that involves HIF1α-induced upregulation of KLF4, which plays a vital role in VSMCs migration under hypoxia.     

Kruppel样因子4对内毒素所致IL-6基因表达的调控及机制研究

探讨Kruppel样因子4(KLF4)对内毒素所致白介素(IL-6)的基因表达以及释放的影响,并对其调控机制做了初步研究．使用RT-PCR和Western blot检测KLF4 mRNA和蛋白质的表达．采用KLF4过表达的RAW264.7巨噬细胞株或反义寡核苷酸技术抑制内源性KLF4的表达,用RT-PCR和ELISA检测内毒素(LPS)刺激后IL-6 mRNA和蛋白质的表达．采用荧光素酶报告基因检测RAW264.7细胞中KLF4过表达对IL-6基因启动子报告基因转录活性的影响．使用EMSA法检测细胞中KLF4与IL-6基因启动子区KLF4元件的结合．结果表明：LPS可以诱导RAW264.7巨噬细胞KLF4的表达以及IL-6蛋白表达．KLF4过表达明显抑制IL-6的mRNA和蛋白质的表达,而KLF4缺失使这种作用消失．荧光素酶报告基因的结果显示,KLF4可以抑制LPS所致的IL-6基因启动子的转录活性．EMSA显示KLF4不能与IL-6启动子区的KLF4结合元件直接结合．结果表明,LPS可以促进RAW264.7小鼠巨噬细胞KLF4的表达和IL-6的释放．KLF4能抑制LPS诱导的IL-6表达和释放,其机制是抑制IL-6启动子的转录活性,但KLF4的抑制作用不是通过直接与IL-6基因的启动子区相结合而实现的．