Войти
Krüppel-like Factor 2 (KLF2), также известный как Krüppel-подобный фактор легких (LKLF), представляет собой белок, который у человека кодируется геном KLF2 на хромосоме 19. Он является членом Крюппель-подобного фактора семейства факторов транскрипции цинкового пальца, и он участвует во множестве биохимических процессов в организме человека, включая легкие. развитие, эмбриональный эритропоэз, целостность эпителия, жизнеспособность Т-клеток и адипогенез.
Эритроидный фактор Крюппеля (EKLF или KLF1) был первым подобным Крюппелем Фактор обнаружен. Было обнаружено, что он жизненно важен для эмбрионального эритропоэза, способствуя переключению с эмбрионального гемоглобина (гемоглобина F ) на взрослый гемоглобин (гемоглобин A) экспрессия гена путем связывания к высококонсервативным доменам CACCC. EKLF абляция у эмбрионов мыши вызывает летальный анемический фенотип, вызывая гибель к 14-му дню эмбриона, а естественные мутации приводят к β + талассемия у человека. Однако экспрессия генов эмбрионального гемоглобина и эмбрионального гемоглобина является нормальной у EKLF-дефицитных мышей, и, поскольку все гены в человеческом локусе β-глобина обнаруживают элементы CACCC, исследователи начали поиск другие Krüppel-подобные факторы.
KLF2, первоначально названный Krüppel-подобным фактором легких из-за его высокой экспрессии в легких взрослых мышей, был впервые выделен в 1995 году с использованием домена цинкового пальца EKLF как гибридизационный зонд. С помощью трансактивации анализа в фибробластах мышей также было замечено, что KLF2 связывается с промотором гена β-глобина содержащий последовательность CACCC, которая, как показано, является сайтом связывания для EKLF, подтверждая, что KLF2 является членом семейства Krüppel-подобных факторов. С тех пор были обнаружены многие другие белки KLF.
Основным отличительным признаком семейства KLF является наличие трех высококонсервативных цистеин 2/гистидин 2цинковых пальцев из 21 или 23 аминокислот. кислотные остатки длиной, расположенные на С-конце белка. Каждая из этих аминокислотных последовательностей хелатирует единственный ион цинка, координированный между двумя остатками цистеина и двумя остатками гистидина. Эти цинковые пальцы соединены консервативной последовательностью из семи аминокислот; T G E K P (Y /F ) Х. Цинковые пальцы позволяют всем белкам KLF связываться с промоторами гена CACCC , поэтому, хотя они могут выполнять различные функции (из-за отсутствия гомологии вдали от цинковых пальцев), все они распознают сходные связывающие домены.
KLF2 также обладают этими структурными особенностями. Транскрипт мРНК имеет длину примерно 1,5 килобаз, а белок 37,7 кДа содержит 354 аминокислоты. KLF2 также имеет некоторую гомологию с EKLF на N-конце с богатой пролином областью, которая предположительно функционирует как домен трансактивации.
KLF2 был впервые обнаружен и высоко экспрессируется в легких взрослых мышей, но он также экспрессируется временно во время эмбриогенеза в эритроидных клетках, эндотелий, лимфоидные клетки, селезенка и белая жировая ткань. Он экспрессируется в эндотелии уже на 9,5-е сутки эмбриона.
KLF2 имеет особенно интересный профиль экспрессии в эритроидных клетках. Он минимально экспрессируется в первичных и дефинитивных эритроидных клетках плода, но высоко экспрессируется в дефинитивных эритроидных клетках взрослых, особенно в проэритробластах и полихроматических и ортохроматических нормобластах <432.>Нокаут мыши
Гомологичная рекомбинация эмбриональных стволовых клеток была использована для создания эмбрионов мышей с дефицитом KLF2. И васкулогенез, и ангиогенез были нормальными у эмбрионов, но они погибли к 14,5-му дню эмбриона от тяжелого кровотечения. сосудистая сеть имела дефектную морфологию с тонкой оболочкой средней оболочки и аневризматическим расширением, что привело к разрыву. Клетки гладких мышц сосудов аорты не смогли организовать в нормальную среду оболочки, и количество перицитов было низким. Таким образом, эти KLF2-дефицитные мыши продемонстрировали важную роль KLF2 в стабилизации кровеносных сосудов во время эмбриогенеза.
Из-за эмбриональной летальности у KLF2-дефицитных эмбрионов трудно исследовать роль KLF2 в нормальном посте. -Натальная физиология, например, в развитии и функции легких.
Зачатки легких удаляли из эмбрионов мышей с дефицитом KLF2 и культивировали с нормальных трахеобронхиальных деревьев. Чтобы избежать эмбриональной летальности, обычно наблюдаемой у KLF2-дефицитных эмбрионов, были сконструированы KLF2 гомозиготные нулевые эмбриональные стволовые клетки мыши, которые использовали для получения химерных животных. Эти эмбриональные стволовые клетки с дефицитом KLF2 вносят значительный вклад в развитие скелетных мышц, селезенки, сердца, печени, почек, желудка, мозга, матки, семенников и кожи, но не в развитие легких. У этих эмбрионов легкие были заблокированы на поздней канальцевой стадии развития легких с недилатированными ацинарными канальцами. Напротив, эмбрионы дикого типа рождаются на мешковидной стадии развития легких с расширенными альвеолами. Это свидетельствует о том, что KLF2 является важным фактором транскрипции, необходимым на поздних сроках беременности для развития легких.
KLF2, как теперь полагают, играет важную роль в эритропоэзе эмбриона, специфически в регуляции эмбриональной и эмбриональной β-подобной экспрессии гена глобина. В мышиных KLF2-дефицитных эмбрионах экспрессия β-подобных глобиновых генов, обычно экспрессируемых в примитивных эритроидных клетках, была значительно снижена, хотя экспрессия β-глобиновых генов взрослого не пострадала.
Роль KLF2 в экспрессии гена β-подобного глобина человека была дополнительно выяснена с помощью трансфекции мышиного KLF2-дефицитного эмбриона с локусом β-глобина человека. Было обнаружено, что KLF2 важен для экспрессии генов ε-глобина (обнаруженного в эмбриональном гемоглобине) и γ-глобина (обнаруженного в эмбриональном гемоглобине ). Однако, как и раньше, KLF2 не играет роли в экспрессии гена β-глобина у взрослых; это регулируется с помощью EKLF.
Однако было обнаружено, что KLF2 и EKLF взаимодействуют в эмбриональном эритропоэзе. Делеция как KLF2, так и EKLF у эмбрионов мыши приводит к фатальной анемии раньше, чем при любой одиночной делеции на 10,5-й день эмбриона. Это указывает на то, что KLF2 и EKLF взаимодействуют в эмбриональной и фетальной экспрессии β-подобных генов глобина. На мышах с условным нокаутом было показано, что как KLF2, так и EKLF связываются непосредственно с β-подобными глобиновыми промоторами. Также есть данные, позволяющие предположить, что KLF2 и EKLF синергетически связываются с промотором Myc , фактором транскрипции, который связан с экспрессией генов. α-глобина и β-глобина в эмбриональных проэритробластах.
Экспрессия KLF2 индуцируется ламинарным потоком жидкости напряжением сдвига, что вызвано кровотоком в нормальном эндотелии.
Это активирует механочувствительные каналы, которые, в свою очередь, активируют два пути; путь MEK5 / ERK5, который активирует MEF2, фактор транскрипции, который усиливает экспрессию гена KLF2; и ингибирование PI3K, которое увеличивает стабильность мРНК KLF2. Связывание цитокинов, таких как TNFα и IL-1β, с их рецепторами активирует фактор транскрипции p65, который также индуцирует экспрессию KLF2. KLF2 затем выполняет четыре ключевые функции в эндотелии:
Таким образом, KLF2 играет важную роль в регуляции нормальной физиологии эндотелия. Предполагается, что миелоидный -специфический KLF2 играет защитную роль при атеросклерозе. Было продемонстрировано, что изменения экспрессии генов в эндотелиальных клетках, вызванные KLF2, обладают атеропротекторным действием.
KLF2 играет важную роль в Т-лимфоцитах дифференциация. Т-клетки активированы и более склонны к апоптозу без KLF2, что позволяет предположить, что KLF2 регулирует покой и выживание Т-клеток. KLF2-дефицитные тимоциты также не экспрессируют несколько рецепторов, необходимых для тимуса эмиграции и дифференцировки в зрелые Т-клетки, таких как сфингозин-1-фосфатный рецептор 1.
KLF2 является негативным регулятором дифференцировки адипоцитов. KLF2 экспрессируется в преадипоцитах, но не в зрелых адипоцитах, и он сильно ингибирует экспрессию PPAR-γ (пероксисомного рецептора-γ, активируемого пролифератором) путем ингибирования промоутер активности. Это предотвращает дифференцировку преадипоцитов в адипоциты и, таким образом, предотвращает адипогенез.
Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США, который находится в общественное достояние.
