医药学论文：胶质纤维酸性蛋白基因调控及其在胶质瘤诱导分化中的作用[1]

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　　胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein, GFAP）是星形细胞胞质内特异性蛋白，它在星形细胞源性胶质瘤的诊断上已发挥出重要作用。不仅如此，人们对GFAP表达与胶质细胞分化和瘤细胞生物学特性的关系、GFAP基因的结构和功能状态对GFAP表达的影响以及它在恶性胶质瘤诱导分化过程中的作用也有了新的认识［1-3］。GFAP在肿瘤病理学中的意义已远远超出了它的鉴别诊断作用。

　　一、GFAP及其基因功能状态与胶质细胞分化的关系

　　1.GFAP基因定位、GFAP的分布和功能：GFAP基因位于17q21，与一些肿瘤相关基因nm23、erbB-2相邻，与NF1、整合蛋白（integrin)β4、p53、生长激素-1和金属蛋白酶组织抑制物（TIMP）-2基因同在17号染色体上。GFAP基因转录产物为3.8 kb mRNA，蛋白产物为相对分子质量50 000的中间丝结构蛋白。GFAP在人脑胚胎发育中最早出现于第8周，随着胚胎发育而表达于星形细胞中，在室管膜细胞、伸长细胞（tanycyte）等胶质细胞也有分布。几乎所有类型的脑损伤后反应性星形细胞中GFAP的表达都增强；在胶质化瘢痕中含量最丰富。中枢神经系统发生代谢性、变性性疾病时，GFAP的表达也发生异常。GFAP可与其他类型的中间丝蛋白共同表达于同一细胞中，包括GFAP与波形蛋白、细胞角蛋白、结蛋白［2,4,5］和巢素(nestin)［6］。GFAP型中间丝在维持星形细胞形态和功能上都有作用：它在细胞核和细胞膜之间形成连接，参与细胞内细胞骨架重组、细胞粘附、维持脑内髓鞘形成和神经元的结构以及作为细胞信号转导通路等。GFAP可能还为一些能识别关键性底物的激酶提供引入位点(docking sites), 这些底物能使GFAP与微丝、整合蛋白受体及细胞外基质形成一个动力学统一体［3］。有关GFAP的其他功能及机制尚不清楚。弄清GFAP和胶质细丝的详细生理功能将有助于我们进一步认识胶质瘤的生物学特性。

　　2.胶质细胞的分化与GFAP基因表达的调控机制：胶质细胞的分化、功能和表型特征的出现与细胞信号转导有密切关系,并受多种生长因子及其受体的调控，如需要白血病抑制因子受体（leukemia inhibitory factor receptor）介导的信号转导［7］。睫状神经营养因子（ciliary neurotrophic factor, CNTF）在控制和诱导中枢神经系统多能干细胞（multipotent stem cell）向星形细胞分化的过程中起关键作用，骨形态发生蛋白在这一过程中也有重要作用，但二者作用途径不同。前者使信号转导物和转录激活物（signal transducer and activator of transcription, STAT）蛋白激活［1,8］。上述分化机制均与GFAP有密切关系。Kahn等［9］发现，CNTF能诱导少突胶质祖细胞(oligodendroglial progenitor cell)中Stat 1α/p91一过性转位到细胞核，通过激活JAK/Stat信号转导,引起GFAP启动子激活，使GFAP mRNA和GFAP蛋白表达上调。采用上游5′端1.9 kb的大鼠GFAP启动子进行转染实验显示，CNTF处理1小时以内就可激活GFAP启动子的转录，并发现在GFAP启动子内存在2个区域（远侧端-1 857～-1 546 bp和近侧端-384～-106 bp），它们在CNTF诱导的GFAP启动子激活中起重要作用。这两区域有多个涉及白细胞介素-6家族对GFAP或其他基因调控的cis元件。近年还发现，GFAP上存在cdc2和Ca2+-钙调素依赖性激酶作用的磷酸化位点。在Ca2+存在的条件下，谷氨酰胺可促进GFAP的磷酸化。光化学刺激、脑老龄化时均可使GFAP的表达上调。周期素依赖性激酶（CDKs）与GFAP型中间丝之间亦存在相互作用。这些现象的详尽机制与意义都值得我们去深入研究。

　　3.GFAP表达与基因甲基化状态的关系及其意义：GFAP表达与GFAP基因甲基化程度密切相关。已有研究显示，绝大多数的胶质瘤细胞系中GFAP低表达并非是 该基因出现重排或缺失，而是呈现高甲基化(hypermethylation)状态。这种甲基化发生于GFAP启动子内CpG岛的一个2 kb片段，使GFAP转录失活，从而证明甲基化介导的GFAP转录抑制可能是恶性胶质瘤细胞GFAP表达降低的重要机制。Condorelli 等［10］比较研究了表达GFAP的细胞与不表达GFAP的细胞中GFAP启动医药学论文