klf4：一个热休克反应和热休克蛋白表达新调控介质

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1、博士学位论文中文摘要摘要热休克反应(heatShockrespo邶e，HSR)是机体中普遍存在的一种应激反应。在热休克反应中，细胞内一组热休克蛋白(heatshockprotehls，HSPs)诱导表达增加。HSPs作为重要的分子伴侣(molecularch印erone)，具有帮助蛋白质的折叠与移位，防止蛋白质聚集，帮助变性蛋白质的解聚及复性，促进严重受损蛋白质的降解等功能。热休克时HSPs的诱导表达主要在转录水平受热休克因子1(heatshockf配tor1，HSFl)的调控。在热休克反应中，H

2、sFl被活化并从胞浆移位到细胞核，从转录水平激活HSPs的表达。除HSPs外，HSFl还能直接调控多种其它基因的表达。此外，采用HsFl基因敲除小鼠研究还发现HsFl在非活化状态下能够调控HSPs的组成型表达，但其机制目前尚不清楚。Kmppel样因子4(Kruppel-likef配tor4，KLF4)是Spl／KLF锌指转录因子家族的成员之一。作为一个核转录因子，它能够与下游基因启动子区的GC盒，CACCC盒和基础转录元件(basic订alls嘶ptionelements)三种结合元件相结合，从而

3、直接调控这些基因的表达。通过对下游基因表达的调控，KLF4在正常细胞的增殖和分化、胚胎发育以及肿瘤的发生发展过程中起着重要的作用。但是，KLF4与热休克反应、HsFl及HSPs之间有何关系，至今尚未见报道。为了探讨KLF4与热休克反应之间的关系，本研究第一部分采用RT．PCR和Wjstemblot分别检测了I(I。F4111]卧jA和蛋白质在热休克反应中的表达情况，结果发现热休克导致整体小鼠的多种组织以及多种离体培养细胞中l(LF4的表达显著增加。根据上述结果，我们首次提出：Ⅺ。F4可能是一个热休

4、克反应相关基因。由于热休克反应中多个基因的表达都受到HSFl的调控，我们进一步采用HSFl基因敲除博士学位论文中文摘要小鼠探讨了HSFl对Ⅺ。F4mRNA表达的可能影响，结果发现HSFl既可以促进l(IJ4的基础表达，又可以促进其在热休克时的诱导表达。此外，我们还在Ⅺ．F4基因启动子区找到了HSFl结合元件(heatshockelem翎t，HSE)。由此可见，KLF4是HsFl调控的下游基因。HSPs是热休克反应中受HSFl直接调控的重要功能蛋白。作为热休克反应中表达增加的转录因子，Ⅺ。F4对HS

5、Ps基因表达的可能影响引起了我们的关注。以前的研究发现，Spl触F家族的某些成员既可以调控HSPs的组成型表达，又可以调控其在热休克时的诱导表达。因此，本研究第二部分首先构建了Ⅺ。F4过表达细胞株，并采用反义寡核苷酸技术建立了内源性KLF4表达抑制的模型；接着分别采用R1：PCR和Westemblot在mIⅢA和蛋白质水平检测了Ⅺ。F4过表达和内源性Ⅺ。F4表达抑制对小分子HSPs家族的aB晶状体蛋白和HSp25，HSP70家族的HSP72和HSP73以及HSP90家族的HSP84和HSP86的组

6、成型表达和诱导表达的影响。结果发现，ⅪJ4过表达能够上调上述HSPS的组成型表达，而Ⅺ。F4表达抑制则下调上述HSPs的组成型表达：但Ⅺ。F4过表达或表达抑制均不影响上述HSPs的诱导表达。为了进一步阐明ⅪJ4调控a晶状体蛋白、HsP25和HSP84组成型表达的机制，本研究采用EMSA和荧光素酶报告基因方法进行了深入探讨。结果发现，Ⅺ。F4能够通过其DNA结合结构域与G晶状体蛋白、HsP25和HSP84基因启动子区的KLF4结合元件相结合而直接促进其转录，从而维持其组成型表达。为了更全面地了解Ⅺ。

7、F4能够调节哪些HsPs的组成型表达，我们进一步采用cDNA芯片检测了Ⅺ。F4过表达对HSPs基因表达的影响，结果发现有9个HSPs的组成型表达可能受到Ⅺ。F4的调控。此外，本研究还发现热休克反应中KLF4与HSPS基因启动子的结合显著减少，这可能是热Ⅱ博士学位论文中文摘要休克时Ⅺ。F4对HSPs失去调控作用的主要原因。综上所述，本研究首次发现l(I。F4是一个受HsFl调控的热休克反应相关基因。ⅪJ4的组成型表达及热休克导致的诱导表达均受到HSFl的调控。KLF4通过其DNA结合结构域与0d3晶

8、状体蛋白、HSP25及HSP84等基因启动子区的KLF4结合元件相结合而直接调控上述HSPs的组成型表达，即Ⅺ。F4能够介导HsFl对HSPs组成型表达的促进作用。而热休克时，由于Ⅺ。F4与HSPs基因启动子的结合减少而导致其失去对HSPs的调控作用。上述研究揭示了Ⅺ。F4在HSPs表达调控方面的新功能，完善了HSPs的表达调控机制。有关l(I。F4在生理状态下及热休克反应和其它应激反应中的功能和生物学意义值得进一步深入研究。关键词：KLF4，热休克反应，HSFl，HSPsⅢ博士学