Kruppel样转录因子8的结构和功能多样性

许明召 刘宏旭 崔贵

1.中国医科大学第一附属医院，辽宁沈阳110001；

2.中国医科大学第十临床医院阜新矿业集团总医院胸心外科，辽宁阜新123000

Kruppel样转录因子8的结构和功能多样性

许明召1刘宏旭1崔贵2

1.中国医科大学第一附属医院，辽宁沈阳110001；

2.中国医科大学第十临床医院阜新矿业集团总医院胸心外科，辽宁阜新123000

Kruppel样转录因子8（KLF8）是KLFs家族中的一员，其在羧基端含有3个保守的C2H2锌指结构及氨基端可变的转录调节结构域，转录调节结构域含PVALS/T基序，在氨基端和羧基端内存在核定位序。KLF8在细胞侵袭和上皮-间质转化、细胞周期循环、细胞致癌性转化及各种肿瘤（肝癌、口腔癌、卵巢癌、胃癌）发生发展中发挥重要作用。

Kruppel样转录因子8；结构；功能；癌

Kruppel样转录因子8（Kruppel-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的转录受黏着斑激酶（focaladhesion kinase，FAK）、KLF1（kruppel-like factor 1，KLF1）、KLF3（Kruppel-like factor3，KLF3）的调控。类泛素化是KLF8翻译后主要的修饰方式。KLF8在氨基端含有特定的PVALS/T基序，与辅助抑制因子C末端结合蛋白（C-terminalbinding protein，CtBP）相互作用，抑制调节区含CACCC元件的基因表达。此外，还可以通过招募辅助激活因子p300和p300/CBP相关因子（P/CAF）辅助激活靶基因的表达。同时，KLF8在细胞周期循环、细胞的侵袭和上皮-间质转化（epithelial to mesenchymal transition， EMT）、肿瘤的发生发展及细胞的癌性转化中发挥作用。大量的研究证实，KLF8是v-Src诱导的癌变转换不可或缺的，在人类肿瘤的进展中起了很大作用[1]。有研究证实，KLF8诱导蛋白在EMT和侵袭上发挥强大的作用[2]。本文对KLF8的结构和功能及在各癌症中的表达进行了概述。

1 KLF8的结构

锌指结构作为DNA结合的结构域，参与基因序列中CACCC元件的识别及结合，并通过蛋白相互作用来发挥转录调节的功能[1-2]。KLF8与KLFs的其他家庭成员一样，在其-COOH端均包含了保守的C2H2的锌指结构，并且其-COOH端为一可变的转录调节结构域。转录调节结构域是一个包含了PVALS/T（Pro-Val-Asp-Leu-Ser/Thr）的基序，该基序可通过结合相应蛋白来抑制调节区含有CACCC元件的基因表达[3]。一般在-NH2端和-COOH端内存在核定位信号（nuclear localization signal，NLS）。将KLF8转运至细胞核内所必须的是位于-COOH端的一对核定位信号，通常是与穿梭受体β-输入蛋白（β-importin）相互结合后，将其转运至核内[4]。作为KLFs家族的一员，KLF8不同之处在于其还有1个位于-NH2端151～200位的NLS，在丝氨酸165（S165）或者赖氨酸171（K171）发生突变时，可增加细胞质中KLF8含量，证实其在KLF8的跨核转运中有非常重要的作用[5]。

2 KLF8的功能

在细胞侵袭和EMT[6]、细胞周期循环[7]、细胞癌性转变[8]及肿瘤发生发展过程中KLFs家族成员都发挥了其作用，KLF8也同样具备这样的功能。

2.1 KLF8在细胞的周期循环中的作用

FAK是信号转导的重要成员，由整合蛋白介导，其属于非受体蛋白酪氨酸激酶，位于细胞胞浆内。它能够与整合素结合，从而形成复合体，还可以通过自身磷酸化，起到影响细胞迁移、黏附以及调节细胞周期的作用[9]。有研究[10-12]证实，KLF8为FAK的作用靶点，在细胞周期循环中起作用，FAK通过诱导KLF8表达，使活化的KLF8作用于细胞周期蛋白D1的启动子，激活细胞周期蛋白D1，从而产生细胞周期调控作用。

2.2 KLF8在细胞侵袭和EMT中的作用

在肿瘤细胞由非侵袭转变为侵袭状态，EMT是被公认的一个决定性步骤，主要通过肿瘤细胞之间黏附力的丧失、细胞的迁移和运动力的获得及细胞形态改变、肿瘤的细胞上皮标志基因的表达降低、间质标志基因的表达增加、对凋亡产生耐受的方式来表现[13-14]。比如在胚胎组织发育和伤口创面愈合过程中，EMT通过解除上皮性钙黏蛋白E（E-cadherin）介导细胞间黏附，导致上皮形态丧失，从而获得有侵袭性的成纤维细胞样间质，该过程与抑制E-cadherin转录、导致功能破坏关系密切[15]。在受到众多的转录因子的调控下，下调E-cadherin表达被认为是非侵袭肿瘤细胞向侵袭性肿瘤细胞转化的关键步骤。有研究发现，KLF8蛋白具有很强的EMT作用和侵袭性，为新发现的上皮细胞E-cadherin的抑制蛋白[16]。Zhao等[17]研究表明，KLF8能够诱导乳腺癌细胞EMT的发生，通过检测上皮和间质标志蛋白表达情况发现，在KLF8的诱导作用下，E-cadherin表达显著减少，而β-连环蛋白（βcatenin）同样作为上皮的标志蛋白呈现中等量减少；相反，纤连蛋白、神经性钙黏蛋白、波形蛋白作为纤维母细胞的标志蛋白却被强烈诱导。KLF8蛋白为E-cadherin转录的内源性调节蛋白，它通过直接结合到E-cadherin启动子的GT盒，抑制基因启动子。可以推测在高侵袭性细胞株中KLF8的表达升高，E-cadherin的表达减少，导致高侵袭性的发生。以上均提示，KLF8可以负向调节E-cadherin的表达，其在上皮细胞获得侵袭能力过程中具有重要作用。

2.3 KLF8在肝癌中的表达及作用

有研究显示，在各种类型的肝癌细胞系中，随着KLF8 mRNA及蛋白质水平的升高，肝癌细胞系侵袭转移潜能也是随之显著增强[16]。KLF8主要在癌细胞的核内表达，在正常肝组织中KLF8 mRNA水平是较低的，但在肝细胞肝癌组织中则表达明显升高，并且在有明确转移者中表达更高[17]。这样进一步证实了KLF8在各种类型的转移潜能的肝癌细胞系中，以及不同的肝（癌）组织中表达有差异，预示了其参与肝细胞肝癌的发生及侵袭转移的可能性[18]。

2.4 KLF8在口腔癌中的表达及作用

在有关口腔癌的研究中表明，KLF8 mRNA和蛋白质的表达从而减少了KLF8 21 ntsiRNA对CAL27的转染[19]。慢病毒介导沉默的KLF8可以减少细胞增殖，从而指示KLF8在细胞增殖和肿瘤发生中的作用[6]。得出结论为KLF8是CAL27癌细胞生长的必要条件[20]。为更好地指导口腔癌的临床治疗提供了新见解。

2.5 KLF8在卵巢癌中的表达及作用

有研究证实[21]，KLF8参与小鼠成纤维细胞的恶性转化和在人类卵巢癌抗原高度表达，并发现侵袭性卵巢癌患者肿瘤相关KLF8呈高效表达。研究证实，KLF8单独的过度表达，不论是否T80/KLF8细胞被注入皮下、腹腔或原位肿瘤发生，足以诱发裸鼠卵巢囊癌变，造成短寿命[22]。组织病理学研究证实[23]，cyclin D1和USP44是KLF8的主要目标和效应器T80转化的细胞周期调节因子[24]。从而确定KLF8高效表达与人卵巢癌发病有相关性。

2.6 KLF8在胃癌中的表达及作用

有研究对胃癌患者成功根治性切除术后及密切随访研究中发现，胃癌组织中KLF8蛋白表达比相邻的非癌性组织更高（54.5%比34.0%，P＜0.05）[25]。KLF8表达程度与肿瘤大小及淋巴结转移有关，KLF8阳性表达患者总体生存率和特定于癌症生存率较未表达者低（P＜0.001）[25]。多元统计分析表明，KLF8表达独立影响总体和个体癌症生存的胃癌患者（P=0.035和P=0.042）[26-27]，提示KLF8与胃肿瘤的形成过程、血管生成和预后不良密切关联，并暗示它可能代表胃癌一种新型预后生物标志物和靶点治疗。

3 总结

研究者们通过深入的研究，很大程度上了解了KLF8抑制和激活靶基因的作用机制，并达成了一定的共识。KLF8在肿瘤发生发展中的作用也日益受到人们的重视。对KLF8的生物学特性的充分研究、继续探讨并且掌握其功能及作用机制，对进一步认识细胞的病理、生理过程帮助巨大。如果能应用于临床，将为指导KLF8所参与的相关肿瘤疾病的早期诊断、早期治疗及预后判断提供又一新策略。并且深入了解KLF8自身的表达调控、KLF8抑制或激活靶基因的作用机制及功能，将对防控KLF8参与的疾病带来非常有力的支持。

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Diversified Functions and structure of Kruppel-like factor 8

XUMingzhao1LIUHongxu1CUIGui2
1.The First Affiliated Hospital of China Medical University,Liaoning Province,Shenyang 110001,China；2.Department of Cardio-Thoracic Surgery,the Tenth Clinical Hospital of China Medical University Fuxin Mining Group General Hospital,Liaoning Province,Fuxin 123000,China

Kruppel-like factor 8(KLF8)is a member of Kruppel-like transcription factors(KLFs)family.It shares three well-conserved C2H2 zinc finger domains on its C-terminus and variable transcriptional regulation domain on its N-terminus.Its transcriptional regulation domain has PVALS/T motif.Nuclear localization signal exists on C-terminus and N-terminus.KLF8 plays an important role on cell cycle,cell invasion,epithelial tomesenchymal transition,cellula oncogenic transformation and occurrence and development of variety of tumors(liver cancer,oral cancer,ovarian cancer and stomach cancer).

Kruppel-like factor 8;Structure;Function;Cancer

R655

A

1673-7210（2015）04（c）-0029-03

2015-01-12本文编辑：程铭）

辽宁省科学技术计划项目（编号2013225585）；辽宁省“百千万人才工程”资助项目（编号2011921038）。

许明召（1984.1-），男，中国医科大学2012级胸外科专业在读硕士研究生；研究方向：KLF8蛋白在非小细胞肺癌中的表达及相关性分析。

刘宏旭（1972.5-），医学博士，教授，主任医师，博士生导师。