kruppel樣鋅指轉(zhuǎn)錄因子klf2在淋巴細(xì)胞內(nèi)的作用

kruppel樣鋅指轉(zhuǎn)錄因子klf2在淋巴細(xì)胞內(nèi)的作用

各種刺激和刺激會引起人體的炎癥反應(yīng)。這些炎癥反應(yīng)是人體反應(yīng)不同刺激的適應(yīng)性反應(yīng)，但如果反應(yīng)時間過長，也會導(dǎo)致各種人體疾病，如動脈硬化、風(fēng)濕病、炎便、慢性肺疾病等。淋巴結(jié)是參與這些疾病過程的主要活性細(xì)胞。Kruppel樣鋅指轉(zhuǎn)錄因子(Kruppel-liketranscriptionfactors,KLFs)自發(fā)現(xiàn)以來一直受到人們的重視。KLF2作為Kruppel樣鋅指轉(zhuǎn)錄因子之一,它在淋巴細(xì)胞的生長、分化、遷移與功能調(diào)控中起著重要的作用,本文將就KLF2在淋巴細(xì)胞內(nèi)的作用做一綜述。1klf2的生物學(xué)特性1.1關(guān)于gls1glf7的基因序列Kruppel樣鋅指轉(zhuǎn)錄因子(Kruppel-liketranscriptionfactors,KLFs)是Sp1/kruppel樣轉(zhuǎn)錄因子家族中的一個亞家族。1993年,第一個哺乳類KLF從小鼠紅系細(xì)胞中被克隆鑒定,被稱為EKLF(Erythroidkruppel-likefactor)或KLF1。迄今為止已發(fā)現(xiàn)17種哺乳類KLF,按他們被發(fā)現(xiàn)的先后順序分別被命名為KLF1～KLF17。KLF家族的主要特征是含有高度保守的DNA結(jié)合區(qū)(同源性超過65%),在其羧基端存在3個Cys2His2鋅指。KLF家族蛋白的氨基端變化較大,含有轉(zhuǎn)錄激活區(qū)或抑制區(qū)。1995年Andersand等首次分離出KLF2,發(fā)現(xiàn)KLF2和KLF1的鋅指結(jié)構(gòu)高度相似,結(jié)合于相似的DNA序列。1999年Kozyrev等成功克隆了人類KLF2的cDNA,發(fā)現(xiàn)KLF2的基因組結(jié)構(gòu)和染色體定位于19P13.11～P13.13區(qū)域,由三個外顯子組成。人類KLF2和小鼠KLF2的cDNA相比,其5′端部分翻譯區(qū)更長,GC含量更高,并編碼一個含有355個氨基酸的前體蛋白。其羧基端存在三個鋅指結(jié)構(gòu),氨基端富含脯氨酸殘基;雖然人類和小鼠KLF2基因的啟動子附近核苷酸序列明顯不同,但有一段含有75個核苷酸的序列基本上相同,這個序列對于調(diào)控KLF2基因的表達(dá)起著非常重要的作用,而且人類與小鼠KLF2基因的激活域相似,均富含達(dá)22%的脯氨酸。KLF2除主要在肺和脾中表達(dá)外,在心臟、骨骼肌、胎盤和胰腺中也有表達(dá)。KLF2基因含有一個轉(zhuǎn)錄激活域和一個強(qiáng)的自動抑制亞域,而自動抑制亞域功能的實現(xiàn)需要輔助因子WWP1(一種E3泛素連接酶)的參與,WWP1增強(qiáng)KLF2蛋白的泛素化蛋白降解作用,從而實現(xiàn)對自身轉(zhuǎn)錄的調(diào)控。1.2關(guān)于hd小鼠胚胎發(fā)育的作用目前為止,人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)KLF2在人體和脊椎動物中具有多種重要的功能。Kuo等發(fā)現(xiàn),KLF2缺失小鼠胚胎由于嚴(yán)重的胚胎內(nèi)和羊膜腔內(nèi)出血,在胚胎的12.5天到14.5天死亡。Wani等也發(fā)現(xiàn)KLF2缺失小鼠胚胎在胚胎期的第11.5天到13.5天死于宮內(nèi),表現(xiàn)為生長發(fā)育遲緩、顱腦畸形、腹部出血和貧血,并且KLF2在肺的發(fā)育中發(fā)揮重要的作用。后來的研究發(fā)現(xiàn)KLF2在維持血管內(nèi)皮穩(wěn)定、保持血管內(nèi)皮屏障功能、抗血栓形成、調(diào)節(jié)血管張力和血管的發(fā)育方面發(fā)揮重要的作用[13,14,15,16,17,18,19]。另外,人們發(fā)現(xiàn)KLF2在腫瘤的發(fā)生、脂肪細(xì)胞的分化、紅細(xì)胞的形成和HMG-CoA還原酶抑制劑介導(dǎo)的血管保護(hù)作用中也具有重要的作用,這使人們對KLF2功能的了解更加深入全面[20,21,22,23,24,25]。2worm2和t細(xì)胞2.1激活狀態(tài)t細(xì)胞中ald1的表達(dá)T細(xì)胞是人體免疫系統(tǒng)的重要組成部分,對細(xì)菌和病毒的清除是必需的,并且參與多種疾病的發(fā)生發(fā)展,特別是慢性炎癥性疾病。自KLF2發(fā)現(xiàn)以來,人們便發(fā)現(xiàn)了它對T細(xì)胞的獨特作用。KLF2在CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞內(nèi)均有表達(dá),而在CD4+CD8+T細(xì)胞中未檢測到KLF2的表達(dá)。激活狀態(tài)T細(xì)胞內(nèi)難以檢測到KLF2的表達(dá),但進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在T細(xì)胞激活的早期階段KLF2的表達(dá)被迅速上調(diào),然后又迅速下降了。Schober等發(fā)現(xiàn)激活狀態(tài)的CD8+T細(xì)胞在細(xì)胞因子IL-2或IL-7刺激后,T細(xì)胞內(nèi)的KLF2的表達(dá)再次上升了,并且在記憶T細(xì)胞中KLF2表達(dá)的量與天然T細(xì)胞相似。另外γδT細(xì)胞也有KLF2的表達(dá)。2.2其他方面參與的t細(xì)胞遷移T細(xì)胞在胸腺中發(fā)育成熟并遷移到外周血和外周淋巴器官,KLF2對這個過程有著重要的調(diào)控作用。Carlson等研究發(fā)現(xiàn)過繼性轉(zhuǎn)移的KLF2-/-T細(xì)胞幾乎只在脾內(nèi)分布,而KLF2+/-T細(xì)胞在血液、淋巴結(jié)和脾內(nèi)均有分布,并發(fā)現(xiàn)在KLF2缺失T細(xì)胞中幾種與T細(xì)胞遷移有關(guān)的分子CD62L、CCR7、β7-integrin和S1P1被下調(diào),而能夠抑制和下調(diào)S1P1的CD69被上調(diào)。這些均提示KLF2在成熟T細(xì)胞由胸腺的遷出和在外周的循環(huán)中均發(fā)揮重要的作用,進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)KLF2通過結(jié)合并激活S1P1的啟動子和激活CD62L的啟動子來參與到T細(xì)胞的遷移中。趨化因子受體也是一類參與到靜息和激活T細(xì)胞的遷移中的關(guān)鍵性分子,Sebzda等研究認(rèn)為KLF2缺失靜息T細(xì)胞S1P1的表達(dá)雖然被下調(diào),但這并不影響T細(xì)胞由胸腺遷移到外周循環(huán),外周淋巴器官KLF2-/-靜息T細(xì)胞減少并不是因其由胸腺的遷出受阻,而是回流障礙導(dǎo)致的。KLF2-/-靜息T細(xì)胞在外周淋巴器官減少,而在非淋巴器官增加,其原因就是KLF2的缺失導(dǎo)致趨化因子受體的表達(dá)紊亂,如一些只在激活T細(xì)胞表達(dá)的趨化因子受體或不在T細(xì)胞表達(dá)的趨化因子受體(CCR1、CCR3、CCR5、CCR6、CxCR1、CxCR2、CxCR3、CxCR5、CxCR7和XCR1)的表達(dá)上調(diào)或出現(xiàn),而與S1P1和其他粘附分子受體關(guān)系不大,這表明KLF2通過在靜息T細(xì)胞的表達(dá)控制著T細(xì)胞的遷移。而在T細(xì)胞被激活后,隨著KLF2表達(dá)下調(diào),引起趨化因子受體的表達(dá)紊亂,最終使T細(xì)胞向病灶遷移,這個過程與T細(xì)胞在炎癥部位的聚集有著重要的關(guān)聯(lián)。另外Weinreich等在研究中發(fā)現(xiàn)KLF2缺失CD8+T細(xì)胞過表達(dá)IL-4,而IL-4引起自身和周圍非KLF2缺失CD8+T細(xì)胞CXCR3的表達(dá)上調(diào)。在γδT細(xì)胞中,CD62L和S1P1的表達(dá)也受KLF2的調(diào)控,KLF2的缺失導(dǎo)致γδT細(xì)胞在胸腺內(nèi)聚集,其遷移到外周淋巴器官和腸道的能力受損。2.3關(guān)于lf2的表達(dá)KLF2也參與到T細(xì)胞的增殖、分化與凋亡過程中。Kuo等發(fā)現(xiàn)KLF2缺失小鼠的脾和淋巴結(jié)T細(xì)胞的數(shù)量下降了90%,循環(huán)中的CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的數(shù)量也減少了,并認(rèn)為T細(xì)胞數(shù)量的減少是由于KLF2缺失引起Fas配體FasL的增加,最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡引起的。在KLF2缺失小鼠,其脾和淋巴結(jié)的CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞表面有牽涉細(xì)胞激活的分子出現(xiàn)或表達(dá)增加,提示KLF2缺失單陽T細(xì)胞發(fā)生了自身激活。KLF2能夠通過直接誘導(dǎo)P21WAF1/CIP1的表達(dá)來抑制JurkatT細(xì)胞的增殖,并且KLF2在能夠通過下調(diào)c-Myc的激活和表達(dá)使JurkatT細(xì)胞維持在靜止?fàn)顟B(tài),另外KLF2可以上調(diào)淋巴細(xì)胞靜息因子從而促進(jìn)T細(xì)胞的靜息狀態(tài),這些研究結(jié)果均顯示KLF2在維持T細(xì)胞處于靜息狀態(tài)中具有重要的作用。激活狀態(tài)T細(xì)胞在與細(xì)胞因子IL-2和IL-7共同培養(yǎng)后其生存期明顯延長,而這個過程伴有KLF2的再表達(dá),而記憶T細(xì)胞內(nèi)KLF2的表達(dá)水平與天然T細(xì)胞的表達(dá)水平相似,據(jù)此推測KLF2在延長T細(xì)胞的壽命中也具有重要作用。與以上的研究結(jié)果不同,Carlson等在研究中發(fā)現(xiàn)KLF2并不能明顯的維持T細(xì)胞的靜息狀態(tài)與生存,KLF2的缺失也并不導(dǎo)致T細(xì)胞的凋亡增加,并且認(rèn)為KLF2缺失小鼠外周T細(xì)胞的減少可能主要是由于T細(xì)胞的遷移受損引起的,Carlson的這些研究結(jié)果得到了Bai等的研究結(jié)果的支持。但Bai認(rèn)為KLF2對增殖的影響與細(xì)胞類型和細(xì)胞在組織內(nèi)的分布相關(guān),因為未轉(zhuǎn)染KLF2的T細(xì)胞與轉(zhuǎn)染了KLF2的T細(xì)胞相比在脾和淋巴結(jié)內(nèi)增殖明顯,而在體外實驗和別的器官中,這種差別不明顯。另外Odumade等的研究發(fā)現(xiàn)骨髓干細(xì)胞內(nèi)KLF2的缺失導(dǎo)致外周普通γδT細(xì)胞減少,而γδNKT細(xì)胞(一類TCRγ1.1和TCRδ6.3占優(yōu)勢的γδT細(xì)胞,表達(dá)NK1.1和轉(zhuǎn)錄因子PLZF,并且能迅速產(chǎn)生IFN-γ和IL-4)的數(shù)量增加了。2.4關(guān)于gle的表達(dá)細(xì)胞免疫反應(yīng)的一個重要的特征就是T細(xì)胞的激活,而足夠的IL-2對于一個有效的免疫反應(yīng)的形成非常重要。研究發(fā)現(xiàn)在T細(xì)胞激活的早期階段KLF2可以結(jié)合到T細(xì)胞IL-2基因的啟動子位置從而激活I(lǐng)L-2的表達(dá),這表明KLF2在T細(xì)胞的早期激活中發(fā)揮著重要的作用。Weinreich等的研究發(fā)現(xiàn)KLF2缺失T細(xì)胞過表達(dá)IL-4、IFN-γ、TNF-α,而KLF2缺失小鼠血漿中IgE的含量明顯升高,提示KLF2具有抑制以上炎癥因子表達(dá)的作用。另外他汀類藥物的抗炎作用有可能是通過增加KLF2的表達(dá)來介導(dǎo)實現(xiàn)的。3worm2和b細(xì)胞3.1不同代次b細(xì)胞中ald1的表達(dá)B細(xì)胞參與人體的體液免疫,通過產(chǎn)生抗體清除侵入人體的病原體,以維持人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,但如果其抗體產(chǎn)生不適當(dāng)也會導(dǎo)致人體免疫性疾病的發(fā)生,如腎炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等。KLF2在靜息B細(xì)胞和記憶B細(xì)胞中均豐富表達(dá),Hart等發(fā)現(xiàn)KLF2在大前體B細(xì)胞階段就有表達(dá),并且其在骨髓發(fā)育中的各個階段均持續(xù)表達(dá)KLF2;而在外周成熟B細(xì)胞中,各種亞型B細(xì)胞KLF2的表達(dá)量不同,B1B細(xì)胞表達(dá)量最高,MZB細(xì)胞表達(dá)量最少,FOB細(xì)胞表達(dá)量介于以上兩種B細(xì)胞亞型表達(dá)量之間;并且脾過渡態(tài)B細(xì)胞KLF2的表達(dá)量與FOB細(xì)胞的表達(dá)量相似。靜息B細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)高分子量和低分子量兩種形式的KLF2,B細(xì)胞在LPS處理或刺激αBCR受體后,KLF2的表達(dá)下降了,高分子量形式的KLF2消失得更快,這可能是由于KLF2存在翻譯后修飾引起的。3.2關(guān)于化調(diào)劑xcr5和s1p1的表達(dá)KLF2也參與B細(xì)胞的遷移中。KLF2的缺失導(dǎo)致脾的MZ區(qū)擴(kuò)大,但脾內(nèi)成熟MZB細(xì)胞和成熟FOB細(xì)胞的數(shù)量均增加了,并且KLF2的缺失導(dǎo)致脾FOB細(xì)胞和MZ細(xì)胞的分界變得不清楚,FOB細(xì)胞浸入MZ區(qū)域;進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)KLF2缺失MZB細(xì)胞的CXCR5和S1P1的表達(dá)下降,而在FOB細(xì)胞中,這兩種受體的表達(dá)均上升,S1P1可能參與了FOB細(xì)胞遷移到脾MZ區(qū)的過程。這些研究結(jié)果提示我們KLF2對于保持脾內(nèi)MZB細(xì)胞和FOB細(xì)胞的分隔非常重要。而Hart等的研究發(fā)現(xiàn)KLF2缺失FOB細(xì)胞CD62L和β7-integrin的表達(dá)下降,S1P1的表達(dá)只是輕微的下調(diào),在KLF2缺失MZB細(xì)胞中,β7-integrin的表達(dá)下降,S1P1的表達(dá)沒有改變;而在以上兩種細(xì)胞中,與遷移相關(guān)的分子如CXCR4、CXCR5、LFA-1和β1-integrin并沒有改變,這些發(fā)現(xiàn)與Hoek等的發(fā)現(xiàn)不同。Winkemann等對與遷移有關(guān)的發(fā)現(xiàn)與Hart的結(jié)果相似,但他們發(fā)現(xiàn)KLF2缺失B細(xì)胞α4β7-integrin異源二聚體在蛋白水平下降了,這可能引起脾內(nèi)分泌IgG抗體的漿細(xì)胞遷移到骨髓的過程受損。3.3關(guān)于b細(xì)胞增殖的影響作為最重要的免疫細(xì)胞之一的B細(xì)胞,其增殖分化和凋亡調(diào)控的分子機(jī)制目前我們知之甚少。對于KLF2缺失骨髓干細(xì)胞,其發(fā)育為不成熟B細(xì)胞的過程是正常的,無論是細(xì)胞表面受體還是細(xì)胞數(shù)量都與正常B細(xì)胞無差異。但過渡態(tài)的B細(xì)胞或循環(huán)中的KLF2缺失B細(xì)胞減少,而脾內(nèi)過渡態(tài)T1和T2B細(xì)胞數(shù)量增加,這就告訴我們KLF2并不改變晚期B細(xì)胞的發(fā)育,卻可以影響未成熟B細(xì)胞在骨髓內(nèi)的停留的過程和時間。KLF2缺失小鼠的派伊爾淋巴集結(jié)的數(shù)量和其中的B細(xì)胞均減少,而外周淋巴結(jié)中B細(xì)胞的數(shù)量并沒有改變,另外KLF2缺失B細(xì)胞在刺激BCR后B細(xì)胞的增殖能力受損。Hart等發(fā)現(xiàn)KLF2缺失FOB細(xì)胞和普通MZB細(xì)胞的基因表達(dá)譜有明顯的相似性,這些相似的基因包括參與或影響遷移、信號傳遞和轉(zhuǎn)錄的基因,但幾種MZB細(xì)胞的標(biāo)志物如CD1d和CD9在KLF2缺失FOB細(xì)胞中并沒有表達(dá),KLF2缺失導(dǎo)致的FOB細(xì)胞和MZB細(xì)胞特征的趨向一致提示我們這種轉(zhuǎn)錄因子在指導(dǎo)B細(xì)胞亞型分化中的作用。3.4關(guān)于ti-1抗體的增強(qiáng)B1B細(xì)胞和MZB細(xì)胞在面對抗原刺激的時候以胸腺依賴的方式產(chǎn)生特異性的抗體,FOB細(xì)胞在抗原刺激的時候以不依賴胸腺的方式產(chǎn)生特異性的抗體。Hoek等發(fā)現(xiàn)在KLF2缺失動物體內(nèi)B細(xì)胞對TI-2抗原的免疫反應(yīng)是增強(qiáng)的,而這種增強(qiáng)并不是由于B細(xì)胞的數(shù)量增加引起的,因為KLF2缺失動物對TI-1抗原的反應(yīng)強(qiáng)度與對照組無明顯差別。另外KLF2缺失小鼠清除體內(nèi)博氏疏螺旋體的能力增強(qiáng)