转录因子c-Maf在肾脏疾病中的作用研究进展

张甲倩，乔军，邱梦婷，张升校，李小峰

山西医科大学第二医院风湿免疫科，太原 030000

c-Maf(musculoaponeurotic fibrosarcoma)是一种具有碱性亮氨酸拉链域(basic leucine zipper，b-Zip)的转录因子，在感染或炎症引起组织损伤时起保护作用[1]。在肾脏中，转录因子c-Maf不仅参与肾脏的正常发育，还参与肾脏疾病相关的病理生理过程，与肾脏疾病的发生密切相关，是一个潜在的治疗 靶点[2]。

1 转录因子c-Maf与c-Maf蛋白的结构及功能

转录因子c-Maf是病毒癌基因v-Maf在细胞内的同源基因，又称原癌基因c-Maf[3]。v-Maf是从鸡纤维肉瘤中分离出来的禽类反转录病毒AS42的转化基因，c-Maf可用v-Maf特异性DNA探针在人类和禽类的基因组中检测到[3]。c-Maf基因片段位于人类染色体16q23.2，含27个外显子，其编码的c-Maf蛋白包含了保守的碱性结构域及b-Zip，是b-Zip转录因子超家族中的成员。按照分子量大小可将Maf家族蛋白分为两大类：一类是大Maf蛋白，其分子通常由≥200个氨基酸组成，包括c-Maf、MafA、MafB、神经视网膜亮氨酸拉链(neural retinal leucine zipper，Nrl)、S-Maf (somite Maf)、L-Maf (lens specific Maf)；另一类是小Maf，通常是由＜200个氨基酸组成的蛋白，包括MafF、MafG、MafK、MafT等[4-6]。

c-Maf蛋白属于大Maf蛋白家族，结构域从N端到C端分别为酸性转录激活结构域、组氨酸/甘氨酸重复结构域、高度保守的扩展同源区及b-Zip结构域[7-8]。位于c-Maf蛋白N端的酸性转录激活结构域有促进转录激活的功能，含有由脯氨酸、丝氨酸及色氨酸残基组成的P/S/T酸性结构，可直接活化相应的基因。小Maf蛋白缺乏该转录激活结构域，只能与具有转录激活活性的b-Zip蛋白结合。高度保守的扩展同源区由疏水氨基酸组成，是Maf蛋白区别于其他b-Zip超家族成员的特殊结构，可识别比其他b-Zip转录因子更长的DNA序列[9]。C端的b-Zip结构域是c-Maf及其家族成员与其他b-Zip家族同源性最高的区域，c-Maf通过该结构可形成同源二聚体或异源二聚体后再与DNA上相应的反应元件结 合[3,7]。但组氨酸/甘氨酸重复结构域的具体功能尚未明了。

c-Maf是特异性转录因子，参与调节细胞内一系列重要蛋白的表达，在真核生物细胞的增殖、分化、周期调控、凋亡等进程中均发挥重要作用[10]。 在细胞核内，c-Maf蛋白首先与含有b-Zip的大Maf蛋白、激活蛋白-1(activator protein-1，AP-1)家族蛋白等转录因子结合形成同源或异源二聚体，然后与靶基因上的特异性Maf反应元件(Maf responsive element，MARE)结合，发挥转录激活的功能，调控相关基因的转录[11-13]。MARE有两种：一种是由13个碱基组成的回文序列TRE(TPA responsive element，T-MARE，TGCTGACTCAGCA)；另一种是由14个碱基组成的回文序列CRE(cAMP responsive element，C-MARE，TGCTGACGTCAGCA)[14]。它们序列相似，只差一个碱基，两翼均为GC对称结构。Maf蛋白通过b-Zip结构中的保守碱性结构与两翼的GC序列结合，中间的核心序列被AP-1家族蛋白c-Jun/c-Fos等识别或被环磷腺苷效应元件结合蛋白(cAMP-response element binding protein，CREB)等蛋白识别[3]。

2 c-Maf与肾脏的病理生理

2.1 近端肾小管细胞的分化 Imaki等[15]研究发现，16 d胚胎小鼠近端肾小管中即存在c-Maf mRNA表达，并持续至出生后4周。c-Maf基因在孕晚期胎儿的肾脏中表达，出生后在近端肾小管细胞和足细胞中持续表达，提示c-Maf在发育后期的功能分化中可能发挥比早期更重要的作用[15]。c-Maf敲除小鼠的一个突出表型特征是近端肾小管及肝细胞的胞质体积较小，提示c-Maf基因的表达可能与肾、肝细胞的发育或分化有关[15]。此外有研究发现，复合杂合子c-Maf突变小鼠(Maf-/R291Q)扩张的小管中含有嗜酸性粒细胞，可发展为显著的肾小管肾炎[16]。 虽然这种细胞结构失调的确切机制仍未阐明，但从目前的研究结果来看，c-Maf转录因子对胚胎细胞的发育、分化有一定的促进作用，至少对近端肾小管的分化是有作用的[2,15]。

2.2 肾脏的抗氧化 在炎症诱导的组织损伤等应激条件下，c-Maf可能参与了抗细胞凋亡或死亡[17]， 并可调节抗氧化酶基因的表达以应对氧化反应[18]。 通过DNA微阵列检测c-Maf基因敲除小鼠肾脏中c-Maf mRNA的表达谱，发现血浆谷胱甘肽过氧化物酶-3(GPX-3)表达水平下调。GPX-3是一种抗氧化酶，将小鼠肾小管培养细胞mIMCD3暴露于H2O2引起氧化应激，采用实时PCR检测显示，c-Maf、GPX-3的mRNA表达在氧化应激时呈时间和剂量依赖性增高，提示c-Maf可能与肾脏中GPX-3介导的抗氧化系统有关。将含c-Maf-cDNA的质粒转染mIMCD3细胞，结果发现GPX-3的mRNA和蛋白表达量均明显高于对照组[17]。因此，c-Maf可能是GPX-3在肾脏表达的一个积极转录调控因子，可调节肾脏的抗氧化途径，尤其在缺血、氧化等应激条件下，c-Maf/GPX-3轴可能发挥了重要作用。

2.3 足细胞功能的失调 足细胞也称肾小球内脏上皮细胞，是维持正常肾滤过屏障的关键。c-Maf诱导蛋白是一种pleckstrin同源性及富含亮氨酸重复序列结构域的蛋白[19]，在特发性肾病综合征患者足细胞中其表达增加[20]。小鼠足细胞中含过量c-Maf诱导蛋白时，可在无形态改变、炎症损害或细胞浸润的情况下产生蛋白尿[20]。过量的c-Maf诱导蛋白可阻断足细胞信号传导，通过阻止跨膜蛋白与酪氨酸激酶Fyn的相互作用，降低离体和体内肾病蛋白的磷酸化。此外，c-Maf诱导蛋白还能抑制Fyn与细胞骨架调节因子N-WASP(Neural-Wiskott Aldrich syndrome protein)间的相互作用及非催化区域酪氨酸激酶衔接蛋白(Nck)与肾病蛋白间的相互作用，这可能是特发性肾病综合征患者细胞骨架紊乱及足突消失的原因之一[20]。有研究发现，c-Maf诱导蛋白/Fyn/RhoA/cofilin-1信号通路可能与足细胞损伤后肌动蛋白紊乱及足细胞足突扩散有关[21]，静脉注射靶向c-Maf诱导蛋白的小干扰RNA可防止脂多糖诱导的小鼠蛋白尿[20]。这些结果均表明，c-Maf诱导蛋白是足细胞疾病分子发病机制中的关键成分。虽然c-Maf诱导蛋白参与了足细胞的损伤过程，c-Maf诱导蛋白或c-Maf相关的转录活性可影响足细胞功能，其表达失调可引起蛋白尿，但这一过程的分子机制尚未完全阐明[22]。

3 c-Maf与肾脏疾病

3.1 c-Maf与痛风 痛风是一种由高尿酸血症引起的、以急性炎症性关节炎为主要特征的多因素疾病，其患病率逐年升高且呈年轻化趋势[23]。一项针对东亚人群肾功能相关性状全基因组关联研究的Meta分析结果确定了血清尿酸(uric acid，UA)水平与肌肉腱膜纤维肉瘤癌基因(c-Maf)单核苷酸多态性之间的关系[24]。Higashino等[25]研究了日本男性人群的c-Maf与痛风易感性，结果发现，rs889472(一个常见的变体c-Maf)与痛风易感性有关。肾脏是调节血尿酸稳态的主要器官，肾小球自由过滤后，UA通过近端肾小管的尿酸转运体重吸收后再分泌[26-27]， 过高的UA水平可导致高尿酸血症、痛风、痛风性肾结石等疾病[28]。c-Maf在人[2]及小鼠[15]肾脏的近端小管中均有表达，对近端肾小管细胞的发育、分化起重要作用。尿酸盐主要在近端肾小管细胞中吸收，而c-Maf作为一种重要的转录因子，可影响肾脏的尿酸代谢及调节，与痛风的发生密切相关。

c-Maf作为近端肾小管细胞的重要转录因子可影响其发育和分化，并参与肾脏尿酸的调节。此外，c-Maf与糖尿病等疾病也存在相关性[29-31]。近端肾小管细胞在葡萄糖及钠、氯、碳酸氢根等离子的吸收中发挥了重要作用，c-Maf通过影响近端肾小管细胞的发育和分化，从而影响尿酸的调节和代谢。异常的葡萄糖、碳酸氢根离子等的代谢吸收是否可间接干扰尿酸的代谢，以及与痛风易感性的关系仍有待后续进一步研究。

3.2 c-Maf与肾病综合征 肾病综合征(nephrotic syndrome，NS)可由多种病因引起，以肾小球基底膜通透性增高为主要特征[32]，表现为大量蛋白尿、低蛋白血症、高度水肿和高脂血症。足突消失是NS常见的超微结构改变，以大量尿蛋白丢失为特征性表现。足细胞过度产生c-Maf诱导蛋白的转基因小鼠可发展为NS，而沉默c-Maf诱导蛋白则可防止脂多糖诱导的小鼠产生蛋白尿，进一步阻止其发展为NS，提示c-Maf诱导蛋白在NS中起重要作用[20]。NS患者足细胞c-Maf诱导蛋白的丰度增加，在微小病变肾病综合征、局灶性和节段性肾小球硬化及膜性肾病(membranous nephropathy，MN)中，足细胞是损伤的主要靶点[20]。c-Maf诱导蛋白可影响肾小球足细胞，控制肾脏滤过屏障对蛋白质的通透性，因此可将其作为潜在的治疗靶点。MN是一种起病隐匿的肾小球疾病，为成人常见的NS的病理类型，其组织学特征是毛细血管基底膜弥漫性增厚，肾小球基底膜上皮下或基底膜内沉积免疫复合物，临床表现为蛋白尿[33-34]。该疾病的主要病因尚不清楚，但位于肾小球基底膜外层的足细胞抗体可导致免疫复合体的沉积。MN蛋白尿的发生与足细胞表型改变及基底膜完整性破坏有关[35]，c-Maf诱导蛋白的上调与足细胞功能障碍密切相关，参与了MN足细胞的损伤过程。Sendeyo等[22]研究发现，在人MN和c-Maf诱导蛋白转基因小鼠中c-Maf诱导蛋白过度表达时，可观察到突触素下调，死亡相关蛋白激酶及整合素连接激酶的丰度增加。最近的研究发现，c-Maf诱导蛋白可在实验性肾小球肾炎大鼠模型的足细胞中过度表达，而在人体中过度表达可表现出重度蛋白尿及膜性肾病，接受免疫治疗后患者蛋白尿可明显 减少[20,22]。

研究表明，c-Maf诱导蛋白在被动型Heymann肾炎(简称PHN)动物模型中的表达与蛋白尿的发生密切相关。在PHN诱导早期，存在免疫复合物沉积但未引起蛋白尿，但是当第2次注射抗巨噬细胞多克隆抗体后即过度产生c-Maf诱导蛋白，此时蛋白尿非常明显[22]。这表明c-Maf诱导蛋白并非是在PHN早期诱导产生的，其过度产生可损伤足细胞，而非免疫复合物的沉积导致的足细胞损伤。由此可见，c-Maf诱导蛋白是足细胞疾病的关键因素，可能是一个靶向治疗的“热点”。

4 小结与展望

调控c-Maf基因表达的上下游分子及靶基因仍在深入研究中，这对于完全阐明c-Maf基因在肾脏疾病发生发展中的作用、利用c-Maf进行肾脏疾病的辅助诊断和预后判断、探究膜性肾病等的病因和合理治疗方案，以及将c-Maf作为一个新的治疗靶点等均具有十分重要的意义。因此，针对c-Maf基因调控网络进行深入研究，了解转录因子c-Maf的分子结构及其在肾脏疾病中的作用机制，可为肾脏疾病的早期诊断、治疗及预后判断提供一种可靠的分子依据。