人类抗菌肽CAMP基因的转录调控

人类抗菌肽CAMP基因的转录调控

人类抗菌肽CAMP基因的转录调控本文关键词：转录，抗菌，基因，调控，人类

人类抗菌肽CAMP基因的转录调控本文简介：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

人类抗菌肽CAMP基因的转录调控本文内容：

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].

25羟维生素D31α羟化酶（CYP27B1）就是维生素D信号通路中的一个关键分子[10].众多的生物分子通过维生素D信号通路，影响抗菌肽CAMP基因的表达（图1）.INF-α、INF-β、IL-4、IL-10均能通过抑制CYP27B1的活性，下调维生素D诱导的CAMP基因的表达[10].而INF-γ、转化生长因子-β1 （TGF-β1）能刺激CYP27B1的活性，下调维生素D诱导的CAMP基因的表达[10].Toll样受体（TLR）2/1、IL-15、IL-1β通过诱导CYP27B1的表达，进而上调维生素D诱导的CAMP基因的表达[10].研究表明TLR8信号诱导CYP27B1的表达，进而上调维生素D诱导的CAMP基因的表达[11].IL-13可通过CYP27B1上调维生素D诱导的抗菌肽表达[12].成纤维细胞生长因子23 （FGF23）通过抑制CYP27B1的表达，进而下调维生素D诱导的抗菌肽CAMP的表达[13].研究表明TNF-α通过对类固醇受体共激活因子3 （SRC3）的抑制下调维生素D诱导的CAMP基因表达[14].无毛蛋白（HR）结合到核受体辅阻遏蛋物（NRC）, 形成抑制性的复合物，抑制维生素D诱导的CAMP基因的表达[15].

VD:维生素D;1, 25VD3:1, 25-二羟维生素D3;25OH VD3:25-羟维生

素D3;VDR:维生素D受体；RXR:维甲酸X受体；VDRE:维生素D反应元件；IL:白细胞介素；TLR:Toll样受体；INF:干扰素；TGF:转化生长因子；TNF:肿瘤坏死因子；FGF:成纤维细胞生长因子；HR:无毛蛋白

在皮肤的某些区域厌氧条件也能诱导抗菌肽CAMP基因的表达，这种条件下可上调HIF-1α的表达，HIF-1α与HIF-1β结合后激活靶基因调控区域的厌氧反应元件，进而在感染的过程中增强抗菌肽CAMP基因的表达[5].内质网压力上调抗菌肽CAMP基因的表达，是通过激活转录因子NF-κB, 进而通过有丝分裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路调节的磷酸化导致C/EBPα的活化，而这一过程是独立于VDR信号通路的[6].研究表明在上皮细胞内抗菌肽CAMP的连续表达受到环磷酸腺苷（cAMP）信号通路的调控，转录因子CREB及AP-1能与诱导性cAMP早期抑制蛋白（ICER）竞争性结合抗菌肽CAMP基因的启动子序列，从而调控抗菌肽CAMP 基因的表达[16].

3 人类抗菌肽CAMP基因的表观遗传调控

迄今，DNA甲基化、组蛋白甲基化及乙酰化等表观遗传机制与抗菌肽CAMP基因表达关系的研究非常有限[17-21].通过DNA转甲基酶抑制剂5-氮杂-2′-脱氧胞苷（5′-aza-dC））以及组蛋白脱乙酰基酶抑制剂TSA、组蛋白甲基化抑制剂DZNep处理，只