kruppel样锌指转录因子klf2在淋巴细胞内的作用

kruppel样锌指转录因子klf2在淋巴细胞内的作用

各种刺激和刺激会引起人体的炎症反应。这些炎症反应是人体反应不同刺激的适应性反应，但如果反应时间过长，也会导致各种人体疾病，如动脉硬化、风湿病、炎便、慢性肺疾病等。淋巴结是参与这些疾病过程的主要活性细胞。Kruppel样锌指转录因子(Kruppel-liketranscriptionfactors,KLFs)自发现以来一直受到人们的重视。KLF2作为Kruppel样锌指转录因子之一,它在淋巴细胞的生长、分化、迁移与功能调控中起着重要的作用,本文将就KLF2在淋巴细胞内的作用做一综述。1klf2的生物学特性1.1关于gls1glf7的基因序列Kruppel样锌指转录因子(Kruppel-liketranscriptionfactors,KLFs)是Sp1/kruppel样转录因子家族中的一个亚家族。1993年,第一个哺乳类KLF从小鼠红系细胞中被克隆鉴定,被称为EKLF(Erythroidkruppel-likefactor)或KLF1。迄今为止已发现17种哺乳类KLF,按他们被发现的先后顺序分别被命名为KLF1～KLF17。KLF家族的主要特征是含有高度保守的DNA结合区(同源性超过65%),在其羧基端存在3个Cys2His2锌指。KLF家族蛋白的氨基端变化较大,含有转录激活区或抑制区。1995年Andersand等首次分离出KLF2,发现KLF2和KLF1的锌指结构高度相似,结合于相似的DNA序列。1999年Kozyrev等成功克隆了人类KLF2的cDNA,发现KLF2的基因组结构和染色体定位于19P13.11～P13.13区域,由三个外显子组成。人类KLF2和小鼠KLF2的cDNA相比,其5′端部分翻译区更长,GC含量更高,并编码一个含有355个氨基酸的前体蛋白。其羧基端存在三个锌指结构,氨基端富含脯氨酸残基;虽然人类和小鼠KLF2基因的启动子附近核苷酸序列明显不同,但有一段含有75个核苷酸的序列基本上相同,这个序列对于调控KLF2基因的表达起着非常重要的作用,而且人类与小鼠KLF2基因的激活域相似,均富含达22%的脯氨酸。KLF2除主要在肺和脾中表达外,在心脏、骨骼肌、胎盘和胰腺中也有表达。KLF2基因含有一个转录激活域和一个强的自动抑制亚域,而自动抑制亚域功能的实现需要辅助因子WWP1(一种E3泛素连接酶)的参与,WWP1增强KLF2蛋白的泛素化蛋白降解作用,从而实现对自身转录的调控。1.2关于hd小鼠胚胎发育的作用目前为止,人们已经发现KLF2在人体和脊椎动物中具有多种重要的功能。Kuo等发现,KLF2缺失小鼠胚胎由于严重的胚胎内和羊膜腔内出血,在胚胎的12.5天到14.5天死亡。Wani等也发现KLF2缺失小鼠胚胎在胚胎期的第11.5天到13.5天死于宫内,表现为生长发育迟缓、颅脑畸形、腹部出血和贫血,并且KLF2在肺的发育中发挥重要的作用。后来的研究发现KLF2在维持血管内皮稳定、保持血管内皮屏障功能、抗血栓形成、调节血管张力和血管的发育方面发挥重要的作用[13,14,15,16,17,18,19]。另外,人们发现KLF2在肿瘤的发生、脂肪细胞的分化、红细胞的形成和HMG-CoA还原酶抑制剂介导的血管保护作用中也具有重要的作用,这使人们对KLF2功能的了解更加深入全面[20,21,22,23,24,25]。2worm2和t细胞2.1激活状态t细胞中ald1的表达T细胞是人体免疫系统的重要组成部分,对细菌和病毒的清除是必需的,并且参与多种疾病的发生发展,特别是慢性炎症性疾病。自KLF2发现以来,人们便发现了它对T细胞的独特作用。KLF2在CD4+T细胞和CD8+T细胞内均有表达,而在CD4+CD8+T细胞中未检测到KLF2的表达。激活状态T细胞内难以检测到KLF2的表达,但进一步研究发现,在T细胞激活的早期阶段KLF2的表达被迅速上调,然后又迅速下降了。Schober等发现激活状态的CD8+T细胞在细胞因子IL-2或IL-7刺激后,T细胞内的KLF2的表达再次上升了,并且在记忆T细胞中KLF2表达的量与天然T细胞相似。另外γδT细胞也有KLF2的表达。2.2其他方面参与的t细胞迁移T细胞在胸腺中发育成熟并迁移到外周血和外周淋巴器官,KLF2对这个过程有着重要的调控作用。Carlson等研究发现过继性转移的KLF2-/-T细胞几乎只在脾内分布,而KLF2+/-T细胞在血液、淋巴结和脾内均有分布,并发现在KLF2缺失T细胞中几种与T细胞迁移有关的分子CD62L、CCR7、β7-integrin和S1P1被下调,而能够抑制和下调S1P1的CD69被上调。这些均提示KLF2在成熟T细胞由胸腺的迁出和在外周的循环中均发挥重要的作用,进一步的研究发现KLF2通过结合并激活S1P1的启动子和激活CD62L的启动子来参与到T细胞的迁移中。趋化因子受体也是一类参与到静息和激活T细胞的迁移中的关键性分子,Sebzda等研究认为KLF2缺失静息T细胞S1P1的表达虽然被下调,但这并不影响T细胞由胸腺迁移到外周循环,外周淋巴器官KLF2-/-静息T细胞减少并不是因其由胸腺的迁出受阻,而是回流障碍导致的。KLF2-/-静息T细胞在外周淋巴器官减少,而在非淋巴器官增加,其原因就是KLF2的缺失导致趋化因子受体的表达紊乱,如一些只在激活T细胞表达的趋化因子受体或不在T细胞表达的趋化因子受体(CCR1、CCR3、CCR5、CCR6、CxCR1、CxCR2、CxCR3、CxCR5、CxCR7和XCR1)的表达上调或出现,而与S1P1和其他粘附分子受体关系不大,这表明KLF2通过在静息T细胞的表达控制着T细胞的迁移。而在T细胞被激活后,随着KLF2表达下调,引起趋化因子受体的表达紊乱,最终使T细胞向病灶迁移,这个过程与T细胞在炎症部位的聚集有着重要的关联。另外Weinreich等在研究中发现KLF2缺失CD8+T细胞过表达IL-4,而IL-4引起自身和周围非KLF2缺失CD8+T细胞CXCR3的表达上调。在γδT细胞中,CD62L和S1P1的表达也受KLF2的调控,KLF2的缺失导致γδT细胞在胸腺内聚集,其迁移到外周淋巴器官和肠道的能力受损。2.3关于lf2的表达KLF2也参与到T细胞的增殖、分化与凋亡过程中。Kuo等发现KLF2缺失小鼠的脾和淋巴结T细胞的数量下降了90%,循环中的CD4+T细胞和CD8+T细胞的数量也减少了,并认为T细胞数量的减少是由于KLF2缺失引起Fas配体FasL的增加,最终导致细胞凋亡引起的。在KLF2缺失小鼠,其脾和淋巴结的CD4+T细胞和CD8+T细胞表面有牵涉细胞激活的分子出现或表达增加,提示KLF2缺失单阳T细胞发生了自身激活。KLF2能够通过直接诱导P21WAF1/CIP1的表达来抑制JurkatT细胞的增殖,并且KLF2在能够通过下调c-Myc的激活和表达使JurkatT细胞维持在静止状态,另外KLF2可以上调淋巴细胞静息因子从而促进T细胞的静息状态,这些研究结果均显示KLF2在维持T细胞处于静息状态中具有重要的作用。激活状态T细胞在与细胞因子IL-2和IL-7共同培养后其生存期明显延长,而这个过程伴有KLF2的再表达,而记忆T细胞内KLF2的表达水平与天然T细胞的表达水平相似,据此推测KLF2在延长T细胞的寿命中也具有重要作用。与以上的研究结果不同,Carlson等在研究中发现KLF2并不能明显的维持T细胞的静息状态与生存,KLF2的缺失也并不导致T细胞的凋亡增加,并且认为KLF2缺失小鼠外周T细胞的减少可能主要是由于T细胞的迁移受损引起的,Carlson的这些研究结果得到了Bai等的研究结果的支持。但Bai认为KLF2对增殖的影响与细胞类型和细胞在组织内的分布相关,因为未转染KLF2的T细胞与转染了KLF2的T细胞相比在脾和淋巴结内增殖明显,而在体外实验和别的器官中,这种差别不明显。另外Odumade等的研究发现骨髓干细胞内KLF2的缺失导致外周普通γδT细胞减少,而γδNKT细胞(一类TCRγ1.1和TCRδ6.3占优势的γδT细胞,表达NK1.1和转录因子PLZF,并且能迅速产生IFN-γ和IL-4)的数量增加了。2.4关于gle的表达细胞免疫反应的一个重要的特征就是T细胞的激活,而足够的IL-2对于一个有效的免疫反应的形成非常重要。研究发现在T细胞激活的早期阶段KLF2可以结合到T细胞IL-2基因的启动子位置从而激活IL-2的表达,这表明KLF2在T细胞的早期激活中发挥着重要的作用。Weinreich等的研究发现KLF2缺失T细胞过表达IL-4、IFN-γ、TNF-α,而KLF2缺失小鼠血浆中IgE的含量明显升高,提示KLF2具有抑制以上炎症因子表达的作用。另外他汀类药物的抗炎作用有可能是通过增加KLF2的表达来介导实现的。3worm2和b细胞3.1不同代次b细胞中ald1的表达B细胞参与人体的体液免疫,通过产生抗体清除侵入人体的病原体,以维持人体内环境的稳定,但如果其抗体产生不适当也会导致人体免疫性疾病的发生,如肾炎、系统性红斑狼疮等。KLF2在静息B细胞和记忆B细胞中均丰富表达,Hart等发现KLF2在大前体B细胞阶段就有表达,并且其在骨髓发育中的各个阶段均持续表达KLF2;而在外周成熟B细胞中,各种亚型B细胞KLF2的表达量不同,B1B细胞表达量最高,MZB细胞表达量最少,FOB细胞表达量介于以上两种B细胞亚型表达量之间;并且脾过渡态B细胞KLF2的表达量与FOB细胞的表达量相似。静息B细胞内发现高分子量和低分子量两种形式的KLF2,B细胞在LPS处理或刺激αBCR受体后,KLF2的表达下降了,高分子量形式的KLF2消失得更快,这可能是由于KLF2存在翻译后修饰引起的。3.2关于化调剂xcr5和s1p1的表达KLF2也参与B细胞的迁移中。KLF2的缺失导致脾的MZ区扩大,但脾内成熟MZB细胞和成熟FOB细胞的数量均增加了,并且KLF2的缺失导致脾FOB细胞和MZ细胞的分界变得不清楚,FOB细胞浸入MZ区域;进一步研究发现KLF2缺失MZB细胞的CXCR5和S1P1的表达下降,而在FOB细胞中,这两种受体的表达均上升,S1P1可能参与了FOB细胞迁移到脾MZ区的过程。这些研究结果提示我们KLF2对于保持脾内MZB细胞和FOB细胞的分隔非常重要。而Hart等的研究发现KLF2缺失FOB细胞CD62L和β7-integrin的表达下降,S1P1的表达只是轻微的下调,在KLF2缺失MZB细胞中,β7-integrin的表达下降,S1P1的表达没有改变;而在以上两种细胞中,与迁移相关的分子如CXCR4、CXCR5、LFA-1和β1-integrin并没有改变,这些发现与Hoek等的发现不同。Winkemann等对与迁移有关的发现与Hart的结果相似,但他们发现KLF2缺失B细胞α4β7-integrin异源二聚体在蛋白水平下降了,这可能引起脾内分泌IgG抗体的浆细胞迁移到骨髓的过程受损。3.3关于b细胞增殖的影响作为最重要的免疫细胞之一的B细胞,其增殖分化和凋亡调控的分子机制目前我们知之甚少。对于KLF2缺失骨髓干细胞,其发育为不成熟B细胞的过程是正常的,无论是细胞表面受体还是细胞数量都与正常B细胞无差异。但过渡态的B细胞或循环中的KLF2缺失B细胞减少,而脾内过渡态T1和T2B细胞数量增加,这就告诉我们KLF2并不改变晚期B细胞的发育,却可以影响未成熟B细胞在骨髓内的停留的过程和时间。KLF2缺失小鼠的派伊尔淋巴集结的数量和其中的B细胞均减少,而外周淋巴结中B细胞的数量并没有改变,另外KLF2缺失B细胞在刺激BCR后B细胞的增殖能力受损。Hart等发现KLF2缺失FOB细胞和普通MZB细胞的基因表达谱有明显的相似性,这些相似的基因包括参与或影响迁移、信号传递和转录的基因,但几种MZB细胞的标志物如CD1d和CD9在KLF2缺失FOB细胞中并没有表达,KLF2缺失导致的FOB细胞和MZB细胞特征的趋向一致提示我们这种转录因子在指导B细胞亚型分化中的作用。3.4关于ti-1抗体的增强B1B细胞和MZB细胞在面对抗原刺激的时候以胸腺依赖的方式产生特异性的抗体,FOB细胞在抗原刺激的时候以不依赖胸腺的方式产生特异性的抗体。Hoek等发现在KLF2缺失动物体内B细胞对TI-2抗原的免疫反应是增强的,而这种增强并不是由于B细胞的数量增加引起的,因为KLF2缺失动物对TI-1抗原的反应强度与对照组无明显差别。另外KLF2缺失小鼠清除体内博氏疏螺旋体的能力增强