ZBTB32生物学功能的研究进展*

张　科，邱世香，王茂田，杜莹莹，周婉垚，罗兴燕，莫春芬，赖　翼，刘　阳，邹强，郭慧杰△

1.成都医学院 临床医学院(成都　610500)； 2.成都医学院 检验医学院(成都　610500)；3.成都医学院 公共卫生系(成都　610500)； 4.成都医学院 科研实验中心(成都　610500)



ZBTB32生物学功能的研究进展*

张科1，邱世香1，王茂田2，杜莹莹2，周婉垚3，罗兴燕4，莫春芬4，赖翼2，刘阳4，邹强4，郭慧杰4△

1.成都医学院 临床医学院(成都610500)； 2.成都医学院 检验医学院(成都610500)；3.成都医学院 公共卫生系(成都610500)； 4.成都医学院 科研实验中心(成都610500)

【关键词】锌指蛋白；转录因子；ZBTB32

锌指蛋白家族是真核生物中重要的转录因子家族之一，参与调控多种生物学功能，其包含多个亚家族。ZBTB(zinc finger and BTB domain-containing protein)属于其中的POK(POZ and Krüppel)蛋白家族。该亚家族成员在N末端有一个BTB/POZ(Broad-complex,Tramtrack,Bric-a-brac/Pocvirus and zinc fingers)结构域，在哺乳动物中高度保守，主要介导蛋白与蛋白之间的相互作用。C末端有数个C2H2锌指结构域，介导蛋白与DNA序列间的识别以此来发挥转录调节作用，3%的人类基因通过C2H2结构介导转录调节[1-3]。ZBTB亚家族成员通常作为转录抑制子调节基因表达，该家族成员的生物学功能一直受到广泛关注与研究。

Lin等[4]在1999年首次提出ZBTB32(zinc finger and BTB domain-containing protein 32)作为ZBTB家族新成员，根据其发挥生物学功能的不同又被称为ROG、FAZF、TZFP和PLZP[5]。笔者所在实验室已展开对ZBTB32生物功能的研究，近期实验结果揭示该分子参与调控炎症反应。疾病人群研究显示，该基因与人类肿瘤和血液类疾病等有关。本文就其最新研究进展进行综述。

1ZBTB32基因及其蛋白结构特点

人的ZBTB32基因定位于19q13.1(小鼠ZBTB32基因定位于7号染色体的B2-B3)，其cDNA长度约为1960 bp，起始密码子ATG位于核苷酸序列的10138核酸位点，共有5个外显子，转录翻译为具有487个氨基酸的ZBTB32蛋白(图1)。ZBTB32蛋白具有与POK家族相同的结构特征，即N末端有1个BTB结构域，大小为59个氨基酸，C末端有3个C2H2型锌指结构域，由23个氨基酸组成。相关研究表明，ZBTB32蛋白的BTB结构域保守，为无交叉型二聚体[6]；C末端的3个C2H2锌指结构也很保守，一个由外显子4编码，另外两个由外显子5编码，该结构域能够与DNA直接结合。ZBTB32蛋白在不同种属间的同源性很高，如：人ZBTB32蛋白(487个氨基酸)与小鼠ZBTB32蛋白(465个氨基酸)氨基酸序列有73%的同一性和75%的相似性，其中在保守区域最高的BTB结构域有80%的同一性，在C2H2锌指结构域有97%的同一性[7](图2)。

2ZBTB32与免疫调节

2.1ZBTB32参与T细胞的生物学功能

ZBTB32参与调控T细胞的活化和分化。T细胞活化和增殖的失控将引发T细胞介导的自身免疫性疾病。NF-AT 和 NFκB 在T细胞的分化过程中作为重要的反式激活因子调节效应基因的表达[8]。ZBTB32作为NF-AT的靶基因参与调节T细胞的活化[9]。Kang等[10]研究发现，ZBTB32基因缺失的T细胞对anti-CD3刺激的敏感性增强且产生大量的IL-2；ZBTB32缺失的树突状细胞表达IL-12p40增多，因为IL-2和IL-12p40都是NFκB的靶基因，因此推断ZBTB32是通过抑制NFκB的活性来调节T细胞的活化。而GATA-3是T细胞特异性转录因子，参与T细胞的分化，ZBTB32可以抑制GATA-3的表达，但后来研究发现，ZBTB32沉默的Th细胞仍能分化为Th1和Th2细胞；ZBTB32敲除的小鼠也能进行正常的免疫应答。综上提示：ZBTB32主要通过抑制NFκB的活性调节T细胞的活化，但在Th细胞的分化过程及Th细胞的功能中并没有发挥重要的调节作用。

图1ZBTB32基因结构

注：黑色条形代表ZBTB32外显子；ZBTB32蛋白结构：由487个氨基酸组成，左边黑色条形代表BTB结构域，右边黑色条形代表3个锌指结构域，R-S部分为自然突变区

图2人和鼠的ZBTB32氨基酸序列比较

注：人和鼠的ZBTB32分别由478和465个氨基酸组成；黑方框中为BTB结构域，下划线为锌指结构域

ZBTB32参与自身免疫性疾病中的T细胞免疫耐受调节。T细胞免疫耐受在免疫反应中起着重要的作用，T细胞免疫耐受失衡是引起自身免疫疾病发生的原因之一。近期研究表明，在自身免疫过程中，CD4+T细胞恢复免疫耐受功能的一个重要前提是ZBTB32高表达。Price等[11]研究已证实DCIR2+DCs刺激T细胞时可诱导ZBTB32高表达；在T细胞中ZBTB32过表达可控制糖尿病的病程进展，抑制T细胞的增殖和IFN-γ的产生，ZBTB32可作为转录抑制子调控T细胞介导的自身免疫性疾病，但其分子机制尚未阐明。

ZBTB32参与记忆T细胞功能的调节[12]。表观遗传学的改变将影响T细胞的免疫记忆功能，增加或稳定正确的表观遗传学位点能够有效提高T细胞的记忆功能。研究表明：转录因子Oct1和辅助因子OCA-B在CD4+记忆T细胞的产生中发挥重要作用，ChIPseq实验结果显示大约有50个Oct1和OCA-B的直接作用靶点。OCA-B可通过募集组蛋白赖氨酸脱甲基酶Jmjd1a靶向ZBTB32调节CD4+记忆T细胞的产生。

2.2ZBTB32参与B细胞的生物学功能

浆细胞可分泌各种抗体，参与体液免疫[13]。浆细胞由B细胞在抗原的刺激下分化而来。在这个分化过程中主要受一些转录因子的调控，目前已发现有7种参与此过程的调控，即BCL-6、Blimp-1、IRF-4、MITF、MTA3、PAX5和XBP-1[14]。近期研究表明，ZBTB32也参与这一过程的调节。在B细胞分化为浆细胞的过程中，CⅡTA基因沉默使MHC-Ⅱ类分子表达减少，从而使TCR-MHC-Ⅱ调节信号被阻断，促使B细胞分化为浆细胞[15]。同时Yoon等[16]发现ZBTB32在B细胞分化早期与CⅡTA基因上游区域的启动子Ⅲ直接结合，从而沉默CⅡTA基因表达。之前的研究结果显示，Blimp-1是参与调节CⅡTA基因的重要因子，Blimp-1也能直接结合在CⅡTA基因上游区域的启动子Ⅲ。二者区别是：B细胞分化早期(前4 h内)主要由ZBTB32参与调控CⅡTA基因沉默，之后B细胞分化主要由Blimp-1调控[17]。

2.3ZBTB32与NK细胞

NK细胞被认为是固有免疫系统中的重要成员，越来越多的研究证明NK细胞具有与T细胞和B细胞相似功能特征，如免疫记忆能力。Beaulieu等[18]研究发现巨细胞病毒(MCMV)感染小鼠后活化NK细胞，产生IL-12、IL-18和 I型干扰素等促炎细胞因子，从而诱导产生转录因子ZBTB32，调控活化的NK细胞快速增殖产生具有免疫记忆能力的NK细胞，并对再次入侵的同种病毒感染产生快速免疫应答。Beaulieu等[5]探究NK细胞在抗病毒反应中的关键调控因子时，阐明ZBTB32调节MCMV感染的NK细胞增殖的具体作用机制，研究发现MCMV感染NK细胞2 d后，IL-12,IL-18 or IFN-α/β等炎性细胞因子诱导NK细胞中ZBTB32表达增高，转录因子ZBTB32通过抑制抗增殖因子Blimp-1的表达来促进MCMV感染的NK细胞的增殖(图3)。但是ZBTB32并没有影响NK细胞的活化和功能。

3ZBTB32与成骨分化

骨形态发生蛋白(BMP2)是骨细胞分化过程中的关键调控因子。BMP2已介入多项临床治疗，如：骨质缺损、骨折、脊柱融合、骨质疏松和牙根管手术等[19]，但其作用机制尚未阐明。Ikeda等[20]研究发现在成骨分化培养基的诱导作用下，PLZF表达增高，但BMP2不能诱导其表达。BMP2能诱导与PLZF高度同源的ZBTB32在人的间充质干细胞中高表达。特异的敲除编码ZBTB32末端锌指结构的外显子区域后形成具有BTB/POZ-only ZBTB32的人间充质干细胞，与含有全长ZBTB32的正常细胞相比，BMP-2均能诱导二者表达。在C2C12细胞中探究全长及BTB/POZ-only ZBTB32的胞内定位，结果显示，只有全长ZBTB32可进入细胞核作为转录因子调节成骨分化相关标志物：CBFA1、胶原1A1、骨钙蛋白、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase)的表达，而BTB/POZ-onlyZBTB32只存在于受体细胞的细胞质中，不能发挥转录调控作用。研究提示：ZBTB32通过BMP-2信号通路调控成骨细胞的分化，有望作为骨相关疾病的治疗靶点[21]。

4ZBTB32参与生殖调节

ZBTB32也叫作Tzfp(testis zinc finger protein)，其在睾丸中高表达，在精子形成过程中发挥重要作用。Furu等[22]通过Tzfp敲基因小鼠来研究Tzfp的功能。纯合的Tzfp 敲基因小鼠睾丸支持细胞中雄激素受体(AR)表达增加，睾丸中的Gata1,Aie1 and Fanc表达也增加，同时减少了凋亡细胞的数目。

图3ZBTB32调节MCMV感染的NK细胞增殖；促炎细胞因子通过细胞膜受体向胞内传递信号，活化ZBTB32，抑制Blimp-1表达，促进NK细胞增殖(修改题目)

5ZBTB32与疾病发生

以上研究表明，ZBTB32作为转录因子在不同的信号通路中发挥重要的生物学功能。ZBTB32在人类疾病中的作用也受到越来越多的关注。

5.1ZBTB32甲基化与结肠癌的诊断

肿瘤是一种综合性的恶性疾病[23]，异常的DNA甲基化在肿瘤的形成发展中发挥着重要的作用[24]。根据不同肿瘤DNA的甲基化模式特征可对肿瘤进行特异性诊断和提供准确的治疗靶点。2015年，Zhang等[25]整合了来自7种肿瘤的798例临床样本的全基因组甲基化数据，聚类分析后的结果证实了肿瘤特异性甲基化模式的存在。在这些肿瘤中有331个不同的甲基化基因，其中226个甲基化基因特异地表达于单一种类的肿瘤中。在结肠癌中ZBTB32的甲基化与结肠癌有很大的相关性。这将为结肠癌的诊断提供新的思路。

5.2ZBTB32与淋巴瘤

弥散性大B细胞淋巴瘤(diffuse large B-cell lymphoma，DLBCL)根据其细胞来源、基因表达和发病分子机制的差异进行分类具有重要的临床意义。通常将其分为两类：活化B细胞(activated b-cell， ABC)来源的DLBCL和生发中心B细胞(germinal center b-cell,GCB)来源的DLBCL[26]。2013年Care等[27]使用DLBCL自动分类器对2 030例样本的10个基因数据集进行分析，结果发现ZBTB32在GCB-DLBCL中稳定表达，但很难检测到其在GCB-DLBCL中的表达。 ZBTB32在ABC-DLBCL中的功能是通过抑制CIITA来实现免疫逃逸。

5.3ZBTB32与范可尼贫血

范可尼贫血(fanconi anemia，FA)是一种以全血细胞减少、先天性畸形和易发肿瘤(尤其是急性髓性白血病鳞状细胞癌)为特征的常染色体隐性遗传病。 体细胞杂交实验证实FA中至少存在8个不同的互补组(A-H)[28]，其中FANCC的缺失将产生严重的FA病理反应，酵母双杂交和免疫共沉淀实验结果发现，ZBTB32与FANCC相互作用参与FA的发生发展过程[29]。通过对Fancc-/-小鼠及FA病人来源的CD34+造血细胞研究发现：FANCC在CD34+的造血细胞发展早期发挥着重要的作用[30]。为探究ZBTB32是否作为FA核心复合体的成员参与早期造血细胞的发展，Dai等[31]在2002年研究ZBTB32在CD34+造血祖细胞各个阶段发挥的作用。结果发现ZBTB32在造血细胞分化早期高表达，在之后分化为红细胞和髓细胞时表达降低。可能的原因为 ：ZBTB32作为转录抑制子，位于DNA复制位点附近，可能参与调节DNA的复制；在U937T/ZBTB32细胞(可诱导表达ZBTB32的红细胞系)中过表达ZBTB32后可将细胞周期阻滞于G1期，随后会发生凋亡。目前ZBTB32/FANCC相互作用在FA中的调控作用机制尚未进一步研究。

5.4ZBTB32与抑郁症

抑郁症是一种高患病率、易复发、高自杀风险和易致残的重性精神疾病[32]。其发病机制受多方面因素的影响。2013年Song等[33]通过对1 821类重度抑郁症(MDD)患者和1 882类正常人的365,419个SNP(单核苷酸多态)性进行全基因关联研究，以阐明MDD的SNP-基因-信号通路假说。研究结果表明，ZBTB32单核苷酸多态性与MDD的发生发展有紧密关联，ZBTB32作为转录抑制子调节MDD相关基因的表达和核酸代谢过程，这将为MDD生物学病因的阐明提供信息，为抗抑郁药物的研发提供新的靶点与思路。

6小结与展望

ZBTB32参与调控多种生物学功能，目前主要对ZBTB32的免疫调节作用进行深入探讨及机制研究；ZBTB32的其他生物学功能也逐渐引起研究者的注意，比如ZBTB32作为BMP-2的下游调节成骨分化；ZBTB32的甲基化、单核苷酸多态性在一些疾病的诊断和个性化治疗中发挥重要作用；ZBTB32作为负调控转录因子与其他因子相互作用发挥生物学调控作用。但是对该分子在具体调控过程中的转录抑制机制、下游作用靶分子和其自身的调控机制尚不明确，提示：应对ZBTB32在疾病及正常生理功能的分子作用机制进行深入探讨，这将会对ZBTB32调控相关疾病的诊断和治疗带来新的思路。

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doi:10.3969/j.issn.1674-2257.2016.03.025

*基金项目:国家自然科学基金资助项目(No:81302786；81402944)；大学生国家创新项目(No:201513705032；201513705048) ；成都医学院自然基金项目(No:CYZ14-001；CYZ15-13)；四川省教育厅自然科学基金项目(No:16ZB0268)；

通信作者：△郭慧杰, E-mail: huijie_20088787@126.com

【中图分类号】R967

【文献标志码】A

网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1705.R.20160613.1048.004.html

·综述·