葉珍珍，沈伊娜

（皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院兒科，安徽 蕪湖 241001）

活化T細胞核因子在兒童疾病發(fā)生發(fā)展中的作用

葉珍珍，沈伊娜*

（皖南醫(yī)學(xué)院弋磯山醫(yī)院兒科，安徽 蕪湖 241001）

活化T細胞核因子（nuclear factor of activated Tcell，NFAT）包括5個亞型（即NFATl-NFAT5），最初發(fā)現(xiàn)其在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，后來發(fā)現(xiàn)其在非免疫系統(tǒng)中也同樣扮演著重要的角色，參與調(diào)控細胞組織的發(fā)育和生理過程。近些年來，許多研究發(fā)現(xiàn)NFAT的表達和功能異常與兒童疾病關(guān)系緊密。因此，該文就NFAT信號通路的調(diào)控及其在兒童疾病中的作用進行綜述。

活化T細胞核因子；信號通路；川崎??；白血?。辉偕系K性貧血；先天性心臟病

活化T細胞核因子（nuclear factor of activated T cell，NFAT）最早因其在T細胞中作為白介素2（interleukin-2，IL-2）的轉(zhuǎn)錄因子參與調(diào)控IL-2的轉(zhuǎn)錄而被發(fā)現(xiàn)，在機體免疫反應(yīng)過程中起著重要的作用［1］。NFAT蛋白的活性受依賴鈣離子的鈣調(diào)蛋白磷酸酯酶（calcineurin，CaN）調(diào)節(jié)，從而發(fā)揮其基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的功能［2］。環(huán)孢菌素A（cyclosporinA，CsA）和 他 克 莫 司（tacrolimus，F(xiàn)K506）等免疫抑制劑可通過抑制CaN的功能間接調(diào)控NFAT，從而減輕患者器官移植后的免疫排斥反應(yīng)，此后NFAT家族在免疫應(yīng)答和臨床治療等多方面被廣泛研究。之后發(fā)現(xiàn)，除免疫系統(tǒng)外，NFAT在肌肉、骨和神經(jīng)系統(tǒng)等也有廣泛的分布表達，提示其在其他組織和細胞中也同樣具有重要功能［3］。隨著對NFAT蛋白的深入研究，發(fā)現(xiàn)其在諸如炎癥和癌癥等多種疾病的發(fā)病機制和治療中均起著重要的作用［1，3-4］。目前，對NFAT信號通路的研究已取得了許多重要的成果，本文將重點對NFAT蛋白在兒童疾病中的研究進展進行綜述，以期進一步明確NFAT在兒童疾病中的作用機制，為兒童相關(guān)疾病的診治提供新的思路和理論依據(jù)。

1 NFAT家族及其調(diào)節(jié)機制

目前發(fā)現(xiàn)NFAT家族包括5個亞型：NFAT1（NFATc2或NFATp），NFAT2（NFATc1或NFATc），NFAT3（NFATc4），NFAT4（NFATc3 或 NFATx）和NFAT5。其中NFAT5作為彈性增強結(jié)合蛋白，其結(jié)構(gòu)與其他四種不同，且不受CaN的調(diào)控激活，故一般將前四種（NFAT1-4）歸為經(jīng)典NFAT蛋白［2］。經(jīng)典NFAT蛋白是由磷酸化、核定位、DNA結(jié)合和反式激活等區(qū)域構(gòu)成，主要分為調(diào)節(jié)區(qū)和DNA結(jié)合區(qū)，這兩個區(qū)域的氨基酸序列高度保守，其他氨基酸序列則呈現(xiàn)高度的變異性［3］。NFAT蛋白調(diào)節(jié)區(qū)位于其N末端，調(diào)控其在細胞內(nèi)的分布以及轉(zhuǎn)錄活性，包含有酪蛋白激酶1（casein kinase 1，CK1）結(jié) 合 位 點 ，轉(zhuǎn) 錄 激 活 域（transactivation domain，TAD）和 CaN 結(jié)合位點。NFAT蛋白的N末端包含與Rel蛋白家族相似的DNA結(jié)合區(qū)（rel homology domain，RHD）和其他的CaN 結(jié)合位點［1，3］。

經(jīng)典NFAT蛋白的活化過程包括：脫磷酸，核易位和結(jié)合DNA。磷酸化狀態(tài)NFAT蛋白主要位于細胞質(zhì)中，當細胞在受到外界刺激時可引起細胞內(nèi)鈣離子濃度的升高，從而激活CaN的活性，與NFAT蛋白相結(jié)合并使NFAT脫磷酸化，NFAT的核定位信號暴露引導(dǎo)其從細胞質(zhì)進入細胞核內(nèi)［1］。在細胞核中，NFAT蛋白與其他轉(zhuǎn)錄因子如AP1，GATA4，MEF家族和FOXP3等形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物作用于相應(yīng)的靶基因，調(diào)節(jié)靶基因轉(zhuǎn)錄活動［5］。CaN在NFAT的脫磷酸活化過程中起著關(guān)鍵作用，其由催化亞基A（CnA）和調(diào)節(jié)亞基B（CnB）構(gòu)成，F(xiàn)K506和CsA可與CnB結(jié)合導(dǎo)致CaN的活性受到抑制［2］。細胞內(nèi)鈣離子水平的下降和藥物等多種內(nèi)外因素均可導(dǎo)致CaN的活性受到抑制，從而使NFAT蛋白磷酸化失活并迅速回到胞漿中。在組織細胞內(nèi)，NFAT蛋白通過這種可逆的磷酸化和脫磷酸化調(diào)節(jié)其與DNA的親和性，從而參與調(diào)節(jié)機體的生理和病理過程［3］。

2 NFAT蛋白與兒童疾病的關(guān)系

2.1 NFAT蛋白與川崎病的關(guān)系 川崎病（kawasaki disease，KD）是一種急性、自限性、以全身血管炎為主要病理變化的發(fā)熱性出疹性小兒疾病。KD的病因目前仍然不明，但許多研究表明遺傳因素可能在該病的發(fā)病中起重要作用。兄弟姐妹中有KD疾病的，其患病風(fēng)險較普通人群高10倍［6］。一般認為，KD發(fā)病初期，T細胞的激活在炎癥所致血管內(nèi)皮損傷過程中發(fā)揮著重要的作用［7］。2008年，Onouchi等［8］基于候選基因的關(guān)聯(lián)研究發(fā)現(xiàn)日本人群中1，4，5三磷酸肌醇3激酶C（inositol 1，4，5-trisphosphate 3-kinase C，ITPKC）基因的單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP）（rs28493229）與 KD的易患性及冠狀動脈損害明顯有關(guān)，ITPKC可通過調(diào)控Ca2+/CaN/NFAT通路而充當T細胞激活的負性調(diào)節(jié)因子。然而，在臺灣兒童中研究顯示ITPKC的SNP（rs28493229）與KD患兒的發(fā)病以及冠狀動脈病變沒有顯著關(guān)聯(lián)［9］。因此，ITPKC基因是否參與調(diào)節(jié)KD的發(fā)病機制仍需進一步研究證實。半胱氨酸蛋白酶3（Caspase-3）是細胞凋亡重要的執(zhí)行者，當其被激活后可引起靶蛋白的水解，最終導(dǎo)致細胞的程序性死亡，其在免疫系統(tǒng)中可通過誘導(dǎo)T細胞凋亡發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。2010年，Onouchi等［10］的另一項研究表明，Caspase-3的5'非編碼區(qū)內(nèi)rs72689236正好位于NFATc2結(jié)合序列上，可導(dǎo)致NFATc2蛋白與Caspase-3基因的DNA序列結(jié)合能力下降，引起Caspase-3基因轉(zhuǎn)錄下調(diào)，T細胞因而凋亡減少，數(shù)量增加，從而增加了KD的患病風(fēng)險。2016年，Onouchi等［11］又報道了鈣釋放激活鈣通道調(diào)節(jié)分子1（calcium release-activated calcium channel protein 1，ORAI1）基 因 多 態(tài) 性（rs3741596和rs141919534）與KD發(fā)病明顯相關(guān)，其主要機制是參與Ca2+/CaN/NFAT通路調(diào)節(jié)而發(fā)揮重要作用。另外，鈣調(diào)磷酸酶抑制劑CsA對靜脈丙種免疫球蛋白（（intravenous immunogloblin，IVIG）無反應(yīng)性KD治療有效［12］。這些文獻提示NFAT信號可能參與了KD的發(fā)病機制，但目前仍缺乏直接的實驗和臨床證據(jù)。為此，2015年，Aoyagi等注冊了關(guān)于IVIG+CsA療效的Ⅲ期多中心臨床試驗（KAICA Trial）［13］，其結(jié)果有待臨床試驗結(jié)束后公布。

2.2 NFAT蛋白與血液系統(tǒng)疾病的關(guān)系

2.2.1 NFAT蛋白與巨核細胞白血病的關(guān)系 NFAT在骨髓造血中發(fā)揮重要作用，研究表明抑制NFAT可促進造血功能［14］。另外，NFATc1和c2在血小板的前體細胞巨核細胞中表達，且在巨核細胞生成時表達增加［15］。巨核細胞的功能紊亂可導(dǎo)致巨核細胞白血病，而唐氏綜合征的患兒此病發(fā)病率明顯升高，研究發(fā)現(xiàn)，唐氏綜合征候選區(qū)域1（down syndrome critical region，DSCR1）基因在唐氏綜合征患兒中高表達，是CaN抑制因子家族的成員，過表達DSCR1可引起NFAT信號表達異常。在巨核細胞中，過表達DSCR1可明顯抑制NFAT蛋白的激活，這提示DSCR1充當NFAT的內(nèi)源性反饋抑制因子調(diào)控NFAT依賴的基因表達［16-17］。另外，在DS小鼠模型中研究發(fā)現(xiàn)，21號染色體的同源基因DYRK1A（位于唐氏綜合征候選區(qū)域）在巨核細胞白血病中發(fā)揮重要作用，過表達該基因可顯著促進巨核細胞的增殖，用小分子激酶抑制劑抑制DYRK1A的功能可抑制巨核細胞的增殖，進一步研究發(fā)現(xiàn)這與抑制NFAT信號的活化有關(guān)［18］。

2.2.2 NFAT蛋白與再生障礙性貧血的關(guān)系 再生障礙性貧血（aplastic anemia，AA），簡稱再障，是兒童常見的血液系統(tǒng)疾病之一，其發(fā)病機制極其復(fù)雜，研究表明，免疫系統(tǒng)的紊亂特別是T淋巴細胞數(shù)量和功能的異常，在再障的發(fā)生和發(fā)展中起著重要作用，而NFAT在T細胞受體（T cell receptor，TCR）介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中起非常關(guān)鍵的作用［19-21］。有研究發(fā)現(xiàn)在再障患兒的外周血T淋巴細胞中，叉頭翼狀螺轉(zhuǎn)錄因子3（forkhead box P3，F(xiàn)oxp3）和NFATc2的表達較正常兒童明顯降低（P＜0.05），當再障患兒經(jīng)治療后 NFATc2 陽性CD4+T細胞的比例會相應(yīng)地升高，較發(fā)病期明顯升高（P＜0.05），其變化的規(guī)律與Foxp3一致［22-23］。Foxp3是調(diào)節(jié)T細胞發(fā)育及其功能的重要轉(zhuǎn)錄因子，而Foxp3和NFATc2關(guān)系密切，F(xiàn)oxp3基因中含有NFATc2的結(jié)合位點，NFATc2可結(jié)合到Foxp3基因的上游啟動子區(qū)并促進其表達［24］。

2.3 NFAT蛋白與心血管系統(tǒng)疾病的關(guān)系 單純性先天性心臟病是指不伴有其他系統(tǒng)先天異常的先天性心臟病，是由于胚胎時期遺傳和環(huán)境等因素共同作用下所導(dǎo)致的心血管異常發(fā)育，其與多基因遺傳有關(guān)，但致病基因尚不明確。研究顯示［25］，NFATc1基因在胚胎心臟發(fā)育過程中發(fā)揮著重要作用，通過Ca2+/CaN/NFATc1途徑進入靶細胞核內(nèi)影響DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)胚胎心臟的動脈瓣膜、膜隔和心內(nèi)膜墊的形成。國內(nèi)學(xué)者應(yīng)用PCR結(jié)合DNA測序技術(shù)，分析單純性先天性心臟病與非先天性心臟病對照者靜脈血中NFATc1基因的IPT-NFAT區(qū)域突變情況時發(fā)現(xiàn)，分別有58%患者和74%患者的一級親屬樣本中出現(xiàn)了2條電泳帶，經(jīng)測序發(fā)現(xiàn)分子量偏大的條帶較正常的內(nèi)含子區(qū)域的二倍重復(fù)序列多一個重復(fù)序列，成為三倍體；而室間隔缺損、房間隔缺損和主動脈瓣二葉畸形3類患者的三倍體純合子基因型頻率為13.04%，而非先天性心臟病對照者無三倍體純合子基因型［26］。另外，主動脈瓣二葉畸形的患者NFATc1內(nèi)含子的第3組重復(fù)序列的第17位堿基發(fā)現(xiàn)點突變（G-A），這提示NFATc1基因可能是導(dǎo)致室間隔缺損、房間隔缺損和主動脈瓣二葉畸形的易感基因。在兒童先天性心臟病中，肺動脈瓣狹窄和法洛四聯(lián)癥均可繼發(fā)右心室肥厚，但具體機制尚不明確，Nagendran等［27］研究表明，右心室肥厚情況下的心肌細胞線粒體膜電位要高于正常右心室，且膜電位的高低與右心室肥厚的程度呈正相關(guān)。進一步研究發(fā)現(xiàn)NFAT的抑制劑VIVIT可降低線粒體膜電位，提示NFAT的激活在右心室心肌肥厚的發(fā)病機制中起重要作用。

2.4 NFAT蛋白與與兒童其他疾病的關(guān)系 重金屬鉛對人體危害巨大，尤其可引起兒童神經(jīng)系統(tǒng)毒性，從而影響智力。Wei等［28］研究發(fā)現(xiàn)，NFAT3/COX-2在鉛引起兒童神經(jīng)毒性的發(fā)病機制中可能發(fā)揮作用，鉛作用神經(jīng)元細胞和膠質(zhì)細胞時，炎性調(diào)節(jié)因子COX-2的表達水平升高，熒光素酶實驗進一步表明NFAT3作為上游轉(zhuǎn)錄因子在鉛引起的COX-2升高中起重要作用。兒童血管瘤是局部血管生長紊亂導(dǎo)致的疾病，是嬰兒最常見的腫瘤，研究發(fā)現(xiàn)，血管內(nèi)皮細胞生長因子受體1（Vascular Endothelial Growth Factor Receptor 1，VEGFR1）的表達依賴于NFAT，在血管瘤內(nèi)皮細胞和組織中VEGFR1表達下降，從而通過VEGF依賴的途徑激活VEGFR2，提示NFAT在兒童血管瘤發(fā)生過程中起重要作用［29］。

3 展望

盡管發(fā)現(xiàn)NFAT在兒童多種疾病的發(fā)生發(fā)展中關(guān)系密切，但其詳細作用機制尚不明確。NFAT家族在免疫系統(tǒng)中研究相對深入，靶基因和作用方式較為清楚，但其在非免疫系統(tǒng)中的作用，其上下游調(diào)節(jié)因子是否發(fā)生改變等仍不明確，有待深入研究。目前，分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，基因芯片和蛋白芯片技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將有助于對CaN/NFAT信號通路在兒童疾病發(fā)病機制的深入研究。

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Rolesof Nuclear Factor of Activated TCellin Pediatric Diseases

YEZhenzhen，SHEN Yina*
（Department of Pediatrics，Yijishan Hospital， Wannan Medical College， Wuhu 241001， China）

Nuclear factor of activated T cell（NFAT） including NFATl-NFAT5 plays a critical role in the development and function of immune and non-immune cells.Recently， numerous studies have shown that the expression and abnormal function of NFATare closely associated with many pediatric diseases.In this article， we focus on regulation of NFATsignaling pathway and its rolesin pediatric diseases.

nuclear factor of activated T cell （NFAT）； signaling pathway； kawasaki disease； leukemia； aplastic anemia；congenital heart disease

R725

A

1008-2344（2017）05-0444-04

10.16753/j.cnki.1008-2344.2017.05.019

沈伊娜（1958—），女（漢），主任醫(yī)師，研究方向：兒童急救與重癥.E-mail：synsyn5252@sina.com

2017-02-27

（毛亞萍編輯）