人类抗菌肽CAMP基因的转录调控

时间:2022-12-11 12:05:14 作者:壹号 字数:10586字
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  摘要:抗菌肽是一类广泛存在于生物体内的内源性杀菌多肽, 在哺乳动物天然免疫的过程中发挥了重要的作用。转录因子对人类抗菌肽CAMP基因启动子区域的调控作用已有大量的报道, 由于人类抗菌肽CAMP蛋白在感染性疾病、肿瘤等疾病过程中发挥的重要作用, 可能成为诊断和治疗这些疾病的靶点, 进一步研究人类抗菌肽CAMP基因转录调控机制具有重要的价值。

  

  关键词:抗菌肽; CAMP; 转录调控;

  

  抗菌肽是一类广泛存在于生物体内的内源性杀菌多肽, 在哺乳动物天然免疫的过程中发挥了重要的作用[1].人类主要有Cathelicidin及防御素两类抗菌肽[2].Cathelicidin是一类阳离子抗菌肽, 具有广谱的抗革兰阳性、阴性细菌的作用, 有些还具有抗真菌及病毒等作用[1-5].人类抗菌肽CAMP (CAMP, cathelicidin antimicrobial peptide) 基因编码一个由170个氨基酸残基构成的小分子蛋白 (hCAP18) , 是人体内唯一的Cathelicidin家族抗菌肽[5].hCAP18主要在蛋白酶3的作用下, 释放出C端具有活性的LL-37肽[1,5].由于LL-37是一个正电荷的肽, 这有助于它与含磷脂而带负电荷的细菌细胞膜结合。LL-37两亲α螺旋结构使其很容易插入到细菌细胞膜的脂双层而形成孔道[5].除了抗菌作用外, 人类抗菌肽CAMP的活性产物LL-37还具抑制和破坏生物膜、通过趋化作用和免疫调节作用来参与宿主防御、参与损伤修复等重要作用[1,5-6].

  

  1 人类抗菌肽CAMP基因的表达及转录因子的调控

  

  人类CAMP基因在口腔、肠道、呼吸道、汗腺、生殖道、眼表面及皮肤上皮细胞均能表达, 在这些部位形成抵御病原菌侵染的第一道防线[1].表达抗菌肽CAMP的细胞包括各种上皮细胞及免疫细胞如树突状细胞 (DCs) 、单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、γδT细胞、B细胞等[1,5].大量的转录因子可以调控抗菌肽CAMP基因的表达, 这包括cAMP反应元件结合蛋白 (CREB) [1]、低氧诱导因子1 (HIF-1) [5]、维生素D受体 (VDR) [7]、CCAAT增强子结合蛋白α (C/EBPα) [8]、激活蛋白1 (AP-1) [5]、CCAAT增强子结合蛋白β (C/EBPβ) [7]等。Park等[8]的研究表明C/EBPα的激活对于内质网压力诱导抗菌肽CAMP基因的上调是必须的。转录因子AP-1结合位点的删除或突变可以导致丁酸钠诱导抗菌肽CAMP基因表达效应的消除[5].

  

  维生素D3的活性形式1, α25-二羟维生素D3 (1, 25 D3) 通过VDR/RXR异源二聚体结合到抗菌肽CAMP基因的启动子区域的维生素D反应元件 (VDRE) 上, 上调抗菌肽CAMP基因的转录活性[7,9] (图1) .

  

  2 生物分子及因素调控人类抗菌肽CAMP基因的表达

  

  人类抗菌肽CAMP基因的表达受许多细胞因子、菌体成份、环境刺激、生理压力等众多因素的调控。能够上调抗菌肽CAMP的因素包括Toll样受体激活剂、维生素D受体激活剂、组织损伤、内质网压力、丁酸钠、苯基丁酸、白细胞介素17A (IL-17A) 、肿瘤坏死因子-α (TNF-α) 、干扰素 (INF) -γ、脂多糖 (LPS) 等[1,5,10-15].能够下调抗菌肽CAMP的因素有细菌外毒素、志贺菌或奈瑟菌感染、生理压力、白细胞介素 (IL) -4、IL-6、IL-10、INF-α、INF-β、卡泊三醇、穿越活化内皮细胞的迁移等[1,5,10-15].

  

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  [1]Vandamme D, Landuyt B, Luyten W, et al.A comprehensive summary of LL-37, the factotum human cathelicidin peptide[J].Cell Immunol, 2012, 280 (1) :22-35.  

  [2]Greer A, Zenobia C, Darveau RP.Defensins and LL-37:a review of function in the gingival epithelium[J].Periodontol, 2013, 63 (1) :67-79.  

  [3]卢志阳, 杨磊, 高艳彬, 等。人源抗菌肽LL-37对鲍曼不动杆菌感染大鼠创面的抗菌作用[J].广东医学, 2015, 36 (6) :843-845.  

  [4]杨新艳, 张挪富, 谢佳星, 等。急性肺损伤小鼠肺组织抗菌肽的表达[J].广东医学, 2013, 34 (22) :3386-3388.  

  [5]Xhindoli D, Pacor S, Benincasa M, et al.The human cathelicidin LL-37-A pore-forming antibacterial peptide and host-cell modulator[J].Biochim Biophys Acta, 2016, 1858 (3) :546-66.  

  [6]Piktel E, Niemirowicz K, Wnorowska U, et al.The Role of Cathelicidin LL-37 in Cancer Development[J].Arch Immunol Ther Exp, 2016, 64 (1) :33-46.  

  [7]Svensson D, Nebel D, Nilsson BO.Vitamin D3 modulates the innate immune response through regulation of the hCAP-18/LL-37 gene expression and cytokine production[J].Inflamm Res, 2016, 65 (1) :25-32.