在许多生化和形态学标准中,肺泡II型上皮细胞是通过合成表面活性蛋白来定义的。这些分子与许多人类疾病有关,如新生儿呼吸窘迫综合征1可能还有急性呼吸窘迫综合征(ARDS)2,更好的理解可以带来新的治疗方式通过表面活性剂合成的定向诱导。表面活性蛋白(SPs)的合成受多种潜在的发育和激素调节因子的控制,然而,甲状腺转录因子(TTF)-1和肝细胞核因子(HNF)-3这两种转录因子在介导SPs的表达中起着关键作用3.。已经广泛研究了SP-B基因的启动子区域4.. 在人类SP-B基因中,位于80–110之间的基础启动子TATA盒的紧邻5′侧翼区域包含两个顺式作用元件,用于TTF-1和HNF-3结合4.. 这两个因素对肺中SPs基因表达的特异性和激活非常重要。
SP-B是一种79个氨基酸的肽,对出生后呼吸适应至关重要。SP-B是出生后肺功能和存活所需的唯一表面活性物质相关蛋白。在小鼠和人类中,SP-B的完全缺乏会导致致命的新生儿呼吸窘迫综合征,其特征是肺顺应性缺乏,板层小体高度紊乱,SP-C成熟肽水平显著降低5.. 其表达受发育调控。尽管已知SP-B的表达至少部分依赖于TTF-1和HNF-3,但其表达还需要其他因素,如SP1和SP3。TTF-1还可以调节哺乳动物中SP-A和SP-C的表达。除TTF-1外,人类上游刺激因子-1、核因子(NF-1)和GT盒结合蛋白也在调节SP-A和/或SP-C表达中发挥作用3.。
TTF-1也称为Nkx2.1,是一种含有同源结构域的转录因子,在调节甲状腺、肺和脑内表达的基因中发挥作用,包括甲状腺球蛋白、甲状腺过氧化物酶、Clara细胞分泌蛋白(CCSP)、I型肺细胞特异性T1基因和SPs6.. 其他研究,包括基因靶向实验,已经清楚地表明TTF-1的表达对于甲状腺、肺和腹侧前脑的形态发生至关重要,因为TTF-1基因敲除小鼠缺乏这些器官。
TTF 1中存在三个主要的结构域:N端反式激活域、中间脱氧核糖核酸(DNA)结合同源结构域和C端损坏激活域。7.。显示N-末端结构域以承受主要的反式活化活性,因为没有N-末端结构域的突变体完全消除了转录活性,而C-末端的突变体仅缺失部分降低的活性。在结构上,已经提出了N-末端结构域具有类似于VP16中的典型转移酸性结构域的功能性质。该域的特征意味着这可以是TTF-1与其他潜在因子/辅因子相互作用以调节响应基因表达的区域体内。
此外,在小鼠肺发育过程中,TTF-1和HNF-3在肺生长早期(妊娠第10天)和整个胎儿肺发育过程中均表达,但SP-B表达直到妊娠后期(妊娠第17天)才检测到8.. 这表明TTF-1和/或HNF-3本身不能完全解释发育过程中SP-B基因表达的差异调节。因此,调节SP-B基因表达可能需要额外的辅助因子或TTF-1的修饰形式体内。因此,重要的是要知道这种关键转录调节器的不同调节剂。转录因子通常由相关的蛋白质辅助因子调节,能够通过几种不同的机制来改变它们的活性。此前已经描述了一些这些调节剂,例如CaltreteLIN9.,增加细胞中活性TTF-1蛋白的稳态浓度,维甲酸受体α10.通过将TTF-1同源域DNA结合活性提高到HSP-B增强子寡核苷酸和TTF-211.它能够以DNA结合独立方式压制TTF-1活性。这些蛋白质能够通过形成蛋白质复合物来调节TTF-1转移活性。调制TTF-1活性的其他方法是防止其核易位通过翻译后修饰,如磷酸化,例如在转化生长因子(TGF)-β暴露下12.,或氧化还原状态13.氧化降低TTF-1 DNA结合活性。
在之前发表的一项研究中,杨使用了一种改良酵母等3.筛选用于除TTF-1和HNF-3之外的DNA结合蛋白的人肺互补DNA(cDNA)文库,其与先前鉴定为此关键的人SP-B基因的启动子区与该组织特异性表达相互作用基因。鉴定了一种新的26kDa多肽BR22,其在酵母中激活了报告基因表达。该基因在许多组织中表达并编码具有二分核定位信号的蛋白质。更远体外和体内分析表明,BR22可与TTF-1形成蛋白质复合物,并协同激活哺乳动物细胞中的SP-B启动子。
在本期欧洲呼吸杂志,杨等14.证明现在指定为TAP26的BR22可以检测为34 H441和293细胞裂解物中的kDa多肽。实现内源性TTF-1/TAP26复合物的共免疫沉淀体内,建议an体内这两种化合物的稳定结合。肺切片上TAP26的免疫组化染色显示,在产生SP-B的肺泡上皮细胞中TAP26表达。此外,发现TAP26在成人肺、胎儿肺、II型肺细胞和H441细胞中与SP-B和TTF-1协同表达,并由两种已知的SP-B诱导剂诱导,即地塞米松和环磷酸腺苷(cAMP)。所有这些数据表明,TAP26是肺泡上皮细胞中甲状腺转录因子-1的相关蛋白,在肺泡上皮细胞中,表面活性剂蛋白基因表达发生体内,表明TAP26在表面活性剂基因表达的调节中具有协同激活作用。
关于调节表面活性剂蛋白基因表达和合成的不同因素的知识在表面活性剂相关疾病中具有重大的科学和临床意义。表面活性物质疗法已经彻底改变了新生儿护理,并常规用于患有呼吸窘迫综合征的早产儿。表面活性物质替代疗法可能对患有支气管肺发育不良、胎粪吸入综合征和肺炎的早产儿起作用15.。由于表面活性剂蛋白质含量的可变性及其对抑制的易感性,商业表面活性剂制剂并不是最佳的。治疗新生儿呼吸系期的进一步进展可包括“设计者”表面活性剂制剂或肺泡型 - II上皮细胞的表面活性剂合成的发展。由于TAP26表达与表面活性剂蛋白B和甲状腺转录因子-1相等地调节,因此杨纸的可能治疗兴趣的新研究领域已经开通等14.。然而,仍有许多问题要解决,包括Tap26和甲状腺转录因子-1相互作用的机制。
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