14-3-3β蛋白與常見(jiàn)疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

王倩倩，魏麗

(上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院，上海200233)

14-3-3β蛋白與常見(jiàn)疾病關(guān)系的研究進(jìn)展

王倩倩，魏麗

(上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院，上海200233)

14-3-3β蛋白(YWHAB)是14-3-3蛋白家族中含量最高的成員，參與生物體內(nèi)多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)等過(guò)程。YWHAB可調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖與生長(zhǎng)，與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展密不可分。YWHAB可與多種蛋白相互作用，與神經(jīng)系統(tǒng)疾病的病理形成過(guò)程以及引起非酒精性脂肪肝等肝臟疾病的糖脂代謝異常有關(guān)。

14-3-3β蛋白；細(xì)胞增殖；信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)；糖脂代謝

14-3-3β蛋白(YWHAB)在各種組織中廣泛存在，參與生物體內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)等生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)過(guò)程，與許多臨床疾病的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。探究YWHAB在臨床相關(guān)疾病中的作用可為進(jìn)一步闡明疾病的發(fā)病機(jī)制提供依據(jù)，也可為尋找新的治療藥物提供線索。本文結(jié)合文獻(xiàn)就YWHAB的功能及其與常見(jiàn)疾病關(guān)系的最新研究進(jìn)展作一綜述。

1 YWHAB概述

1.1 YWHAB的來(lái)源與結(jié)構(gòu) 已發(fā)現(xiàn)的哺乳類動(dòng)物中，14-3-3亞型蛋白有7種(β、γ、ε、η、σ、ζ、θ)。YWHAB又名酪氨酸3-加單氧酶/色氨酸5-加單氧酶激活β蛋白，是1967年Moor等從牛腦中分離出來(lái)的一種酸性可溶性蛋白，是14-3-3蛋白家族中含量最高的成員，其由246個(gè)氨基酸編碼構(gòu)成，相對(duì)分子質(zhì)量約為28 kD[1]。YWHAB在所有真核生物細(xì)胞中均有表達(dá)，且具有廣泛的組織特異性，在肝臟、腦、肺、心臟和淋巴等器官中廣泛分布。研究表明，14-3-3蛋白是一種二聚體，其亞基由9個(gè)相互平行的α螺旋組成，可與相應(yīng)蛋白結(jié)合構(gòu)成槽狀結(jié)構(gòu)[2]。YWHAB作為14-3-3蛋白家族的一種亞型，與14-3-3蛋白具有相同的來(lái)源及結(jié)構(gòu)。

1.2 YWHAB的生物學(xué)功能 YWHAB通過(guò)兩種方式，即依賴性和非依賴性絲氨酸磷酸化，與多種蛋白發(fā)生作用，調(diào)節(jié)體內(nèi)多種生命活動(dòng)過(guò)程[3]。例如：①參與細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。Raf-1是一種絲/蘇氨酸蛋白激酶，其不同的磷酸化位點(diǎn)與YWHAB結(jié)合，活性可發(fā)生改變，從而激活Ras及其下游絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，調(diào)節(jié)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[4]。YWHAB可與細(xì)胞表面糖蛋白家族中的β1整合素相互作用，實(shí)現(xiàn)從細(xì)胞質(zhì)到細(xì)胞膜的信息傳遞，調(diào)控細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[5]。YWHAB還能與跨膜蛋白受體Grb10、RGS3等多種信號(hào)蛋白結(jié)合，發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)效應(yīng)[6]。②改變細(xì)胞定位。14-3-3蛋白與G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合可改變受體定位，影響其蛋白功能[7]。研究發(fā)現(xiàn)，Cdc25B是雙重蛋白磷酸酶家族的成員之一，YWHAB與其結(jié)合后抑制其發(fā)揮作用，改變細(xì)胞核定位，影響細(xì)胞周期進(jìn)程[8]。③參與細(xì)胞增殖及凋亡。Takihara等[9]研究表明，裸鼠NIH 3T3細(xì)胞中存在YWHAB表達(dá)，YWHAB可通過(guò)激活MAPK級(jí)聯(lián)反應(yīng)，誘導(dǎo)細(xì)胞迅速增殖形成腫瘤。研究還發(fā)現(xiàn)，YWHAB通過(guò)與細(xì)胞分裂激酶-1(BMK1)相互作用抑制其活性，從而起到促進(jìn)細(xì)胞增殖和抑制細(xì)胞凋亡的作用[10]。Cavet等[11]研究表明，YWHAB與p90核糖體S6激酶1(RSK1)相互結(jié)合，降低該激酶的活性，參與細(xì)胞有絲分裂過(guò)程。Ramakrishnan等[12]研究顯示，YWHAB與蛋白激酶(Akt)共同調(diào)節(jié)Notch4的核定位，從而影響細(xì)胞增殖。Chen等[13]研究發(fā)現(xiàn)，YWHAB、14-3-3θ過(guò)度表達(dá)可減少大鼠血管平滑肌細(xì)胞凋亡。最近有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，YWHAB通過(guò)調(diào)節(jié)有腫瘤抑制作用的miR-152表達(dá)，提高腫瘤細(xì)胞對(duì)凋亡的敏感性[14]。

2 YWHAB與常見(jiàn)疾病的關(guān)系

2.1 YWHAB與神經(jīng)系統(tǒng)疾病 阿爾茨海默病(AD)和克雅氏病是常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，二者皆為不可逆性神經(jīng)退行性病變。有報(bào)道顯示，在AD患者大腦中，YWHAB與σ連環(huán)蛋白相互作用，參與AD的病理過(guò)程[15，16]。YWHAB存在于克雅氏病患者的腦脊液中，可能參與克雅氏病的發(fā)病過(guò)程。目前，WHO已將YWHAB作為診斷克雅氏病的指標(biāo)之一。最新研究發(fā)現(xiàn)，廣州管圓線蟲(chóng)導(dǎo)致的嗜酸性腦膜炎患者血清中存在YWHAB，提示YWHAB可作為嗜酸性腦膜炎血腦屏障損害的標(biāo)志物[17]。

2.2 YWHAB與肺組織疾病 研究發(fā)現(xiàn)，肺鱗癌組織中YWHAB表達(dá)顯著高于肺腺癌，其具體原因尚未明確[18]。可能與以下因素有關(guān)：①過(guò)度表達(dá)的YWHAB與Raf21相互作用，使MAPK活性增強(qiáng)，從而促進(jìn)細(xì)胞過(guò)度增殖，最終轉(zhuǎn)變成為惡性腫瘤細(xì)胞；②YWHAB與細(xì)胞內(nèi)靶蛋白PKC和CDC25相互作用，二者通過(guò)參與調(diào)控細(xì)胞周期以及細(xì)胞增殖等過(guò)程引起腫瘤發(fā)生。此外，YWHAB與其他肺部疾病的發(fā)生、發(fā)展也存在密切關(guān)系。Asdaghi等[19]研究發(fā)現(xiàn)，YWHAB通過(guò)影響MMP-1的表達(dá)誘導(dǎo)肺部成纖維細(xì)胞形成，這將為哮喘的治療提供潛在的治療策略。

2.3 YWHAB與肝臟疾病 與非腫瘤性肝組織相比，肝癌組織中YWHAB表達(dá)明顯升高。Sugiyama等[20]研究表明，在肝癌細(xì)胞中反義14-3-3 cDNA能抑制腫瘤的形成，故14-3-3過(guò)表達(dá)提示惡性腫瘤的轉(zhuǎn)化過(guò)程；干擾大鼠肝癌細(xì)胞中YWHAB的表達(dá)，其細(xì)胞增殖和腫瘤生長(zhǎng)也會(huì)受到抑制。最新研究顯示，YWHAB、14-3-3ζ通過(guò)調(diào)節(jié)MAPK、c-Jun的N末端激酶(JNK)和p38信號(hào)通路，從而調(diào)節(jié)肝癌細(xì)胞的增殖、分化和化療敏感性[21]。近年研究還發(fā)現(xiàn)，YWHAB與肝臟糖脂代謝亦密切相關(guān)。Sakiyama等[22]研究發(fā)現(xiàn)，YWHAB與碳水化合物反應(yīng)元件結(jié)合蛋白的N-末端區(qū)域相互作用，通過(guò)調(diào)節(jié)其磷酸化狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)其亞細(xì)胞定位，調(diào)節(jié)糖異生關(guān)鍵酶葡萄糖-6-磷酸酶及磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶表達(dá)，從而影響糖代謝。Park等[23]研究表明，YWHAB、14-3-3γ與過(guò)氧化物酶增殖活化受體γ2磷酸化的Ser273位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，不僅影響糖脂代謝，而且YWHAB還參與肝臟脂肪合成，這也是非酒精性脂肪肝的形成因素之一。Han等[24]研究表明，YWHAB可與肝臟胰高血糖素受體結(jié)合，抑制胰高血糖素的糖異生作用，使葡萄糖生成降低。此為研究YWHAB在肝臟糖脂代謝中的作用開(kāi)辟了新思路。

目前，14-3-3蛋白家族的功能已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注，其中關(guān)于YWHAB在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與細(xì)胞增殖、凋亡中作用的研究取得了較大進(jìn)展。但其在常見(jiàn)疾病發(fā)生、發(fā)展中的作用機(jī)制尚未完全明確，還需進(jìn)一步深入研究。

[1] Ichimura T, Isobe T, Okuyama T, et al. Molecular cloning of cDNA coding for brain-specific 14-3-3 protein, a protein kinase-dependent activator of tyrosine and tryptophan hydroxylases[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 1988,85(19):7084-7088.

[2] Chevalier D, Morris ER, Walker JC. 14-3-3 and FHA domains mediate phosphoprotein interactions[J]. Annu Rev Plant Biol, 2009(60):67-91.

[3] Obsil T. 14-3-3 proteins—a family of universal scaffolds and regulators[J]. Semin Cell Dev Biol, 2011,22(7):661-662.

[4] Yaffe MB. How do 14-3-3 proteins work?--Gatekeeper phosphorylation and the molecular anvil hypothesis[J]. FEBS Lett, 2002,513(1):53-57.

[5] Han DC, Shen TL, Miao H, et al. EphB1 associates with Grb7 and regulates cell migration[J]. J Biol Chem, 2002,277(47):45655-45661.

[6] Huang WG, Cheng AL, Chen ZC, et al. Targeted proteomic analysis of 14-3-3 in nasopharyngeal carcinoma[J]. Int J Biochem Cell Biol, 2010,42(1):137-147.

[7] Millar RP, Newton CL. The year in G protein-coupled receptor research[J]. Mol Endocrinol, 2010,24(1):261-274.

[8] Jung HW, Park I, Ghil S. Cannabinoid receptor activation inhibits cell cycle progression by modulating 14-3-3β[J]. Cell Mol Biol Lett, 2014,19(3):347-360.

[9] Takihara Y, Matsuda Y, Hara J. Role of the β isoform of 14-3-3 proteins in cellular proliferation and oncogenic transformation[J]. Carcinogenesis, 2000,20(11):2073-2077.

[10] Zheng Q, Yin G, Yan C, et al. 14-3-3beta binds to big mitogen-activated protein kinase 1 (BMK1/ERK5) and regulates BMK1 function[J]. J Biol Chem, 2004,279(10):8787-8791.

[11] Cavet ME, Lehoux S, Berk BC. 14-3-3beta is a p90 ribosomal S6 kinase (RSK) isoform 1-binding protein that negatively regulates RSK kinase activity[J]. J Biol Chem, 2003,278(20):18376-18383.

[12] Ramakrishnan G, Davaakhuu G, Chung WC, et al. AKT and 14-3-3 regulate Notch4 nuclear localization[J]. Sci Rep, 2015(5):1-7.

[13] Chen YC, Chu LC, Yang SF, et al. Prostacyclin and PPARalpha agonists control vascular smooth muscle cell apoptosis and phenotypic switch through distinct 14-3-3 isoforms[J]. PLoS One, 2013,8(7):e69702.

[14] Jasinski-Bergner S, Stehle F, Gonschorek E, et al. Identification of 14-3-3β gene as a novel miR-152 target using a proteome-based approach[J]. J Biol Chem, 2014,289(45):31121-31135.

[15] Green AJ. Cerebrospinal fluid brain-derived proteins in the diagnosis of Alzheimer′s disease and Creutzfeldt-Jakob disease[J]. Neuropathol Appl Neurobiol, 2002,28(6):427-440.

[16] Aghazadeh Y, Papadopoulos V. The role of the 14-3-3 protein family in health, disease, and drug development[J]. Drug discov Today, 2016,21(2):278-287.

[17] Tsai HC, Huang YL, Chen YS, et al. 14-3-3beta protein expression in eosinophilic meningitis caused by angiostrongylus cantonensis infection[J]. BMC Res Notes, 2014(7):97.

[18] 薛孟華，高素君，田慧敏，等.14-3-3β蛋白在非小細(xì)胞肺癌中的表達(dá)及其臨床意義[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)診斷學(xué)，2010，14(2)：204-207.

[19] Asdaghi N, Kilani RT, Hosseini-Tabatabaei A, et al. Extracellular 14-3-3 from human lung epithelial cells enhances MMP-1 expression[J]. Mol Cell Biochem, 2012,360(1-2):261-270.

[20] Sugiyama A, Miyagi Y, Komiya Y, et al. Forced expression of antisense 14-3-3β RNA suppresses tumor cell growth in vitro and in vivo[J]. Carcinogenesis, 2003,24(9):1549-1559.

[21] Wu YJ , Jan YJ, Ko BS, et al. Involvement of 14-3-3 proteins in regulating tumor progression of hepatocellular carcinoma[J]. Cancers (Basel), 2015,7(2):1022-1036.

[22] Sakiyama H, Wynn RM, Lee WR, et al. Regulation of nuclear import/export of carbohydrate response element-binding protein (ChREBP): interaction of an alpha-helix of ChREBP with the 14-3-3 proteins and regulation by phosphorylation[J]. J Biol Chem, 2008,283(36):24899-24908.

[23] Park S, Yoo S, Kim J, et al. 14-3-3beta and gamma differentially regulate peroxisome proliferator activated receptor gamma2 transactivation and hepatic lipid metabolism[J]. Biochim Biophys Acta, 2015,1849(10):1237-1247.

[24] Han J, Zhang M, Froese S, et al. The identification of novel protein-protein interactions in liver that affect glucagon receptor activity[J]. PLoS One, 2015,10(6):e129226.

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81570778)。

魏麗(E-mail： weili63@hotmail.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.16.040

R730.2

A

1002-266X(2016)16-0104-03

2015-10-11)