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.     

Krüppel样因子7的研究进展

Krüppel样因子7(Krüppel-like factor 7,KLF7)是一个羧基端具有3个高度保守的C2H2锌指结构的转录因子,因最早发现在成人多种组织中广泛表达,又被叫做普遍存在的Krüppel样因子(ubiquitous KLF,UKLF)。功能研究表明转录因子KLF7在神经系统发育、脂肪组织形成和2型糖尿病发生中发挥重要作用。此外,KLF7对神经外胚层和中胚层的发育以及干细胞的全能性也具有一定的调控作用。近年来的表观遗传学和整合基因组学研究提示,KLF7可能在弥漫型胃腺癌和心血管疾病的发生和治疗中发挥功能。本文从遗传特性、蛋白质结构和基因功能三个方面综述了转录因子KLF7的研究进展。     

Krüppel样转录因子8(KLF8)的结构及功能

Krüppel样转录因子8(Krüppel-like factor 8,KLF8)是KLFs家族中的一员.KLF8在羧基端含有3个保守的C2H2锌指结构域,用于与DNA结合.KLF8的转录受粘着斑激酶(focal adhesion kinase,FAK)、KLF1(erythroid krüppel-like fact...     

KLF7通过抑制缺氧诱导因子1α转录影响肉鸡脂肪组织发育

Krüppel样转录因子7(Krüppel-like factor 7, KLF7)是脂肪形成的负调控因子,而缺氧诱导因子1(hypoxia-inducible factor 1, HIF1)促进缺氧诱导的哺乳动物脂肪组织发育。本实验室前期利用ChIP-seq技术,发现在鸡的缺氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor 1 alpha, HIF1α)基因上游存在1个KLF7的结合峰,提示KLF7可能调控HIF1α基因转录。为此,本研究首先利用ChIP-PCR技术验证ChIP-seq结果,发现KLF7能够与HIF1α基因5′侧翼区结合。双荧光素酶报告基因与qRT-PCR结果显示,过表达KLF7能够显著下调HIF1α(-4 432/-4 182)的荧光素酶报告基因活性（P<0.01）,抑制HIF1α基因表达。与野生型质粒相比,将生物信息学预测的KLF7结合基序“TGCGCAGCAA”(-4 300/-4 290)缺失突变后, HIF1α(-4 432/-4 182)报告基因活性显著增强（P<0.01）。此外,选取第19代1～7周龄东北农业大学高、低脂双向选择品系肉鸡(Northeast Agricultural University broiler lines divergently selected for abdominal fat content, NEAUHLF)作为实验材料,利用qRT-PCR检测HIF1α基因在肉鸡腹部脂肪组织中的表达规律。结果显示,HIF1α在1～7周龄高脂系肉鸡中的相对表达量均高于低脂系,提示HIF1α对鸡脂肪组织发育具有促进作用。在永生化鸡前体脂肪细胞系(immortalized chicken preadipocyte cell line, ICP1)诱导分化过程中,HIF1α相对表达量逐渐升高。综上所述,HIF1α是转录因子KLF7的一个靶基因,KLF7可能通过抑制HIF1α基因转录参与鸡脂肪组织发育过程。     

饥饿对尼罗罗非鱼肌肉和肝KLF15基因节律性表达的影响

Krüppel样转录因子15 (Krüppel-like factors,KLF15)是Krüppel样转录因子家族的一员。Krüppel样转录因子家族的特征是含有3个高度保守的Cys2His2锌指结构,与DNA的CACCC元件和富含GC区连接,从而调控转录激活或抑制。KLF15在糖、脂肪酸、氨基酸代谢过程中发挥重要的调控作用。本研究克隆了尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus) KLF15基因全长cDNA序列,根据推测的氨基酸序列分析,发现其具有KLF15的两个典型结构域zf-H2C2-2和zf-C2H2。系统进化树的比较分析表明,尼罗罗非鱼KLF15与雪鲷(Maylandia zebra) KLF15亲缘关系最为接近。尼罗罗非鱼短期饥饿实验结果显示:正常进食状态时尼罗罗非鱼肌肉、肝中KLF15基因都呈现明显的昼夜节律性,均为昼低夜高;饥饿7 d后KLF15基因依然有显著昼夜节律性,但振幅降低,且在肝中表现出昼高夜低现象。以上结果说明尼罗罗非鱼的营养变化在一定程度上直接或间接影响KLF15基因节律性表达。     

KLF8表达修饰及致瘤机制研究进展

KLF8(Krüppel-like factor 8)是Krüppel 样转录因子家族最新成员。KLF8广泛表达于皮肤、脂肪、食道等组织中。早期研究表明,KLF8蛋白具有转录抑制活性,在胚胎发育过程中起重要作用。而近些年大量的研究发现KLF8在多种肿瘤组织中异常高表达,具有转录活化因子活性,可通过对细胞增殖、迁移、侵袭、EMT、细胞干性等多项生理过程调控促进肿瘤发生发展。综述了近年来KLF8研究进展,系统阐述了KLF8表达修饰调控及致瘤机制,为全面深入了解KLF8在肿瘤中作用及后续相关研究提供参考。     

转录因子KLF5调控宫颈癌细胞上皮-间充质转化的分子机制

上皮-间充质转化(epithelial-mesenchymal transition, EMT)是上皮细胞来源的恶性肿瘤细胞获得迁移和侵袭能力的重要生物学过程。为了探究Krüppel样因子5 (Krüppel-like factor 5, KLF5)调控宫颈癌细胞发生EMT过程的分子机制,首先在宫颈癌HeLa细胞瞬时转染Flag-KLF5质粒进行KLF5过表达,并通过MTT法、细胞划痕和Transwell实验证实, KLF5可以显著地抑制HeLa细胞的侵袭和迁移能力。然后采用Western-blot和实时定量PCR技术检测HeLa细胞中EMT相关基因的表达水平,结果显示E-cadherin表达升高, N-cadherin和MMP9表达降低;而且, E-cadherin基因的上游调控因子如SNAI1、SLUG、ZEB1/2和TWIST1等的m RNA表达下降。进一步开展对比研究,在Si Ha细胞中用si RNA沉默KLF5基因,再次验证了KLF5对EMT相关基因表达水平的影响。随后构建不同长度的SNAI1启动子截短体,用荧光素酶报告基因实验检测KLF5对SNAI1启动子活性的影响,结果显示KLF5可以抑制SNAI1启动子区域的活性,并且在HeLa细胞中过表达SNAI1基因后,可显著地促进细胞的EMT过程。以上结果表明, KLF5可通过调控SNAI1基因的表达来调节宫颈癌细胞的EMT过程,进而抑制宫颈癌细胞的迁移和侵袭能力。     

Krüppel样因子5的生物学功能及其与肿瘤发生的关系

Krüppel样因子5(Krüppel-like factor 5,KLF5)是一类进化保守的锌指型转录因子,它能调控下游众多靶基因的表达。KLF5参与细胞增殖、分化和凋亡等细胞生物学过程。翻译后修饰对KLF5的稳定性和发挥作用产生影响,而KLF5与非编码RNA之间也存在相互作用。越来越多的研究表明,KLF5异常表达于人类多种肿瘤(包括结直肠癌、乳腺癌、前列腺癌等)。KLF5不仅参与肿瘤的发生,而且与患者预后相关。有趣的是,KLF5在一部分肿瘤中的功能表现为环境依赖性,而且翻译后修饰和性激素水平影响其功能的发挥。鉴于KLF5在肿瘤中的重要作用,它被认为是一个潜在的肿瘤诊断标志物和肿瘤治疗新靶点。     

过表达KLF4重组质粒的构建及其在白血病K562细胞中的表达

为了构建过表达锌指转录因子Krüppel样因子4(Krüppel-like factor 4,KLF4)基因的重组质粒pEGFP-KLF4,观察其在白血病K562细胞中的表达,以RT-PCR法扩增人KLF4基因,构建pEGFP-KLF4重组质粒;经酶切及测序鉴定后,将pEGFP-KLF4质粒电穿孔转染白血病K562细胞(K562/pEGFP-KLF4组),设pEGFP-C1空质粒转染K562细胞(K562/pEGFP-C1组)及空白K562细胞作为对照,荧光显微镜观察EGFP-KLF4融合蛋白的表达情况,同时用抗生素G418筛选阳性克隆并扩大培养建立稳定过表达KLF4基因的K562细胞株,随后用RT-PCR检测3组K562细胞中KLF4的m RNA表达水平。实验结果显示,pEGFP-KLF4重组质粒构建成功。该质粒转染K562细胞24 h后能观察到较高强度的绿色荧光;经G418筛选出的阳性克隆扩大培养后建立了稳定过表达KLF4基因的K562细胞株;与对照组相比,K562/pEGFP-KLF4细胞组KLF4的m RNA表达水平明显升高,其过表达率为65.71%(P0.05)。实验中构建的过表达KLF4基因的重组质粒pEGFP-KLF4能在K562细胞中高效表达,为进一步研究其在白血病中的作用奠定了基础。     

转录调节因子KLF9的研究进展

KLF9是锌指蛋白Krüppel样转录因子(Krüppel-like factors, KLFs)家族的重要成员,通过C端的3个C2H2锌指蛋白结构,结合到靶基因启动子区富含GC的区域,调节靶基因的转录,从而参与调节细胞增殖、分化、凋亡和组织器官发育等多个生理过程。本文详细梳理了KLF9在机体代谢、氧化应激、肿瘤的发生发展等多个病理/生理过程中的作用,对近年来发表的KLF9相关文献做一简要概述,为深入解析KLF9的生理功能及其作用机制提供参考。     

转录因子KLF8基因结构及其功能研究进展

随着分子生物学研究的进展,机体各种生物学特性的影响都在分子水平上寻求到原因。转录因子作为调节基因转录的重要蛋白质,一直在被人们进行种类发掘及功能鉴定。KLF8(Krüppel-like factor 8)是属于KLFs(Krüppel-like factors)家族中的一种转录因子,对细胞侵袭和上皮-间质转化、细胞致癌性转化和肿瘤、细胞周期循环、脂肪细胞分化等方面有着深远影响。由于其在生物学功能上的多方面影响,使其逐渐成为科研人员探究的热点。对该转录因子的结构和作用已经有了深入的了解。现就KLF8基因与蛋白质的分子结构和生物学特性研究进展进行综述,可为该基因作为遗传标记奠定基础并以期为相关研究如癌症调控、肥胖治疗及基础研究等提供参考。     

E-cadherin和KLF 4表达对胃癌侵袭转移的作用

观察E-cadherin,Krüppel-like factor 4(KLF4)蛋白在胃癌和正常胃黏膜组织中的表达,分析其与胃癌浸润、转移的关系.应用免疫组织化学SP法检测84例手术切除的胃癌标本及对应正常胃黏膜组织中E-cadherin,KLF4蛋白的表达.各指标之间相关因素的差异性比较采用χ2检验,E-cadherin,KLF4相关性研究采用Spearman相关分析.结果显示,与正常胃组织相比,E-cadherin、KLF4蛋白在胃癌组织中均呈低表达或者缺失(分别42.9%vs.95.24%,8.3%vs 81%,P<0.05).E-cadherin、KLF4蛋白的阳性表达率与组织分级(P<0.05)、肿瘤浸润深度(P<0.05)、淋巴转移(P<0.05)明确相关.Spearman相关分析显示KLF4蛋白与E-cadherin蛋白的表达呈正相关(P<0.05).因此,E-cadherin,KLF4蛋白水平低表达可能与胃癌浸润和转移有关,而联合检测更能有效判断胃癌这一生物学行为.     

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.     

MicroRNA-10b通过调控锌指蛋白KLF4阻滞白血病细胞分化

探讨microRNA-10b(miR-10b)通过调节锌指蛋白Krüppel-like factor 4(KLF4)的表达对急性白血病细胞分化的影响。Real-time PCR及Western blot分别检测不同分化程度的白血病细胞系中miR-10b与KLF4的表达;1,25-二羟基维生素D3(1,25D3)诱导人白血病细胞系HL60向单核系分化,检测此过程中miR-10b及KLF4的表达变化;利用体外合成的寡核苷酸(miR-10b mimics)转染HL60细胞,瑞氏–吉姆萨染色观察1,25D3诱导后细胞分化形态学的改变;流式细胞术检测单核细胞表面标志CD14的表达。结果显示,miR-10b在分化早期的KG-1a细胞中表达最高,在分化晚期的U937、THP-1细胞中表达最低(P<0.01),而KLF4的表达与之相反;1,25D3诱导HL60向单核系分化过程中,miR-10b表达呈时间依赖性降低,KLF4表达则逐渐增高;HL60细胞中过表达miR-10b后可抑制1,25D3诱导的细胞分化形态特征的改变及CD14的表达(P<0.05)。提示miR-10b通过负调控KLF4的表达阻滞白血病细胞HL60单核系的分化。     

KLF9通过上调CD36调节肝脏脂代谢

非酒精性脂肪性肝病(nonalcoholic fatty liver disease, NAFLD)的发生和发展与脂肪酸的摄取密切相关。本研究旨在探索Krüppel样转录因子9 (Krüppel-like factor 9, KLF9)对脂肪酸转位酶CD36、肝细胞的脂代谢以及非酒精性脂肪肝的发生和发展所产生的影响。采用高脂饮食构建的高脂模型C57BL/6J小鼠和db/db糖尿病小鼠,检测其肝脏内Klf9和Cd36基因和蛋白表达水平的变化。分离C57BL/6J小鼠原代肝细胞进行体外培养,分别给予Ad-GFP、Ad-Klf9、Ad-shCtrl或Ad-shKlf9处理,然后利用油酸和棕榈酸进行24 h的诱导;同时构建肝脏特异性Klf9基因敲除小鼠,采用Western blot检测KLF9蛋白表达水平的变化,real-time PCR检测Klf9和Cd36 mRNA表达水平的变化,试剂盒测定甘油三酯含量的变化,油红O染色检测脂质含量的变化。结果显示:(1)与对照组相比,高脂饮食诱导的肥胖小鼠或db/db糖尿病小鼠肝脏Klf9的表达显著增加;(2)在小鼠原代肝脏细胞中过量表达Klf9会增加Cd36表达水平,导致细胞脂肪含量增加;(3)相反,在小鼠原代肝脏细胞中敲低Klf9的表达则降低Cd36表达水平,从而减少肝细胞脂肪含量;(4)小鼠肝脏Klf9敲除能降低肝脏Cd36表达,改善高脂饮食诱导的脂肪肝表型。上述结果表明,肝脏KLF9通过促进CD36的表达影响肝脏的脂代谢。     

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。     

Krüppel样因子5介导血管平滑肌细胞的增殖和迁移

Krüppel样因子5（krüppel-like factor 5,KLF5）是KLF家族中与胚胎发育、细胞增殖和肿瘤发生密切相关的转录调节因子。为观察KLF5在体外培养的大鼠血管平滑肌细胞（vascularsmooth muscle cells,VSMCs）增殖和迁移活性中的作用,通过构建KLF5腺病毒表达载体并感染细胞以过表达KLF5或用特异性siRNA敲低KLF5,用MTT、流式细胞术以及免疫细胞化学染色和伤口愈合实验检测其对VSMCs增殖和迁移活性的影响。结果发现,KLF5过表达可加速细胞由G0/G1期向S期转变,促进细胞增殖和迁移;反之,敲低KLF5后细胞增殖活性明显低于转染无关序列NS-siRNA对照组细胞,G0/G1期细胞数所占比例增多,S期细胞数所占比例减少,VSMCs迁移活性也明显降低。结果表明KLF5可参与介导VSMCs的增殖和迁移。