《CREB综述1.docxVIP

第 2 章 综述CREB 是通过磷酸化与去磷酸化的形式来实现其调节细胞转录功能。目前研究表明，CREB 与细胞生长、增殖、分化、周期调控等细胞生物活动密切相关。临床研究发现，CREB 在多种常见肿瘤的发生、发展中起到重要作用。在非小细胞肺癌中，CREB表达水平与非小细胞肺癌患者吸烟史、肿瘤组织类型以及总体生存期密切相关。而CREB 表达水平在非小细胞肺癌血清中的研究目前仍未开展。2.1 CREB 的概念环腺苷酸反应元件（cAMP response element，CRE）是广泛存在于真核生物许多基因启动区的一段 DNA 序列，具有转录调节功能。Montryminy 在 20 世纪 80 年代后期通过对生长激素释放因子基因转录效率的研究发现, 基因上游 CRE 的缺失, 可导致转录活性下降 7 倍。[1]环腺苷酸反应元件结合蛋白（cAMP response element bindingprotein，CREB），是由 Yamamoto[2]在 PCI2 细胞系的核抽提物和大鼠脑组织中分离得到的一种选择性结合 CRE 的核蛋白。它的功能是调节 CRE，被称为调节转录的核因子。CREB 与 CRE 结合之后, 能刺激基因转录，大大提高 CRE 下游基因的转录活性, 有些基因的转录水平可提高 20 倍。2.2 CREB 的分子结构CREB 由 341 个氨基酸残基构成，分子量为 43KD，是真核细胞核内转录因子。CREB分子结构分两个区域，C 端区域为天冬氨酸，是与启动子结合部位；N 端区域为蛋氨酸，与调节转录有关[3]。CREB 属转录因子亮氨酸拉链家族中的一员，包含碱性区（basicregion）和亮氨酸拉链（Leucine zipper）模体，合称为 bZIP 结构。该结构是与 DNA 结合的重要区域，可细分为 KID 区、α 区、PRO 区、Q2 区、Q3 区以及 X 区。激酶诱导结构域（kinase inducible domain，KID 区)是第 98 位至第 144 位氨基酸残基的肽段, 包含有许多种蛋白激酶对 CREB 分子进行磷酸化的部位，其中 Ser133 是蛋白激酶 A（PKA）的磷酸化位点[4] 。这一段序列的二级结构以 α-螺旋为主。CREB的 KID 区域包含着许多与调节 CREB 活性有关激酶的磷酸化位点 。α 区由 CREB 基[5]因 5 号外显子编码，为 α 螺旋结构。缺乏 α 区的 CREB 分子，其激活转录的活性明显降低，故 α 区是 CREB 调节转录的必需区域。PRO 区富含脯氨酸，是分隔 CREB 与启动子结合部位和转录区域的部分。PRO 区可增加分子柔韧性，有助于转录调节功能的执行。Q2 区呈 β 片状结构，起到辅助基因转录的调节功能。Q3 区亦呈 β 片状结构，是刺激转录活性的关键部位。X 区是第 142 位到第 165 位氨基酸的肽段，它在一定程度上可以削弱 KID 区的调节作用。CREB 基因组包括至少 11 个外显子，基因全长约为 40kb。人类 CREB 基因位于 2号染色体长臂，其功能区域与外显子的分布是相对应的。mRNA 的稳定性、翻译初始位点的改变以及CREB蛋白的修饰方式的差异使得细胞内产生结构各异的CREB分子。目前的研究将 CREB 分子分为 8 个亚型。其中最重要的是 CREBα 和 CREBΔα。二者广泛表达与动物细胞内。余者由于缺乏 DNA 结合位点和转位信号，只在成年动物的睾丸中存在。2.3 CREB 的生物学功能转录因子是能够与某基因上游特异核苷酸序列相结合的蛋白。其通过活化识别和结合基因启动子区的顺式作用元件、启动和调控基因表达，把遗传信息从 DNA 转录到RNA。转录因子不仅是正常细胞中许多重要细胞信号传导通路的最终调节因子，其在肿瘤的发生、发展和转移中也起重要作用。CRE 是广泛存在于真核细胞中的转录因子，是调节基因转录的重要细胞核内蛋白。目前已经知道，CREB 是多种蛋白激酶磷酸化的底物，CREB 通过自身磷酸化实现调节转录的功能[3]。CREB 以去磷酸化形式在静止期细胞中，可被腺苷酸环化酶、生长因子、激素、维甲酸、细胞因子[3]以及前列腺素[6]通过多种信号传导通路激活[1,7]。最早被确认的激酶是 PKA，其可识别 CREB 中 KID 区域 Ser133位点。研究认为，Ser133被磷酸化后引起分子构象改变，从而提高 CREB 调节转录的活性。相对于激活过程，CREB 的去磷酸化则可使其调节转录的活性降低。研究表明，CREB 的去磷酸化作用是由 PP1 和 PP2A 两种蛋白磷酸酶引起的。使用冈田酸可抑制这两种蛋白磷酸酶，增强CREB 调节转录的能力。[2] CREB 通过对一系列与细胞生长、炎症和增殖相关基因的调节，在细胞分化[5]、