酪氨酸3—加單氧酶/色氨酸5—加單氧酶激活蛋白的新研究進展

曾媛媛 魏麗

[摘要] 酪氨酸3-加單氧酶/色氨酸5-加單氧酶激活蛋白（14-3-3蛋白）家族是高度保守的可溶性酸性蛋白質。14-3-3蛋白調節著許多重要細胞生命活動，如新陳代謝、細胞周期、細胞生長發育、細胞的存活和凋亡以及基因轉錄，該蛋白家族異常與疾病的發生密切相關。其中14-3-3β蛋白是重要的亞型之一，引起了相關學者的關注。14-3-3β蛋白已成為一些疾病的臨床診斷指標，其作為疾病治療的靶點也在研究之中。本文主要簡述了14-3-3β蛋白在糖脂代謝中發揮的作用及該蛋白與臨床疾病的關系。

[關鍵詞] 14-3-3β蛋白；糖代謝；脂代謝；臨床疾病

[中圖分類號] Q493.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2016）03（c）-0059-04

[Abstract] Tyrosine-3-monooxy genase/tryptophane-5-monooxy-genase activator protein （14-3-3 proteins） comprise a family of highly conserved acidic protein. 14-3-3 proteins have been shown to contribute to the regulation of such crucial cellular processes as metabolism， signal transduction， cell cycle control， cell growth and differentiation， apotosis， protein trafficking， transcription， stress responses and malignant transformation. It links 14-3-3 to disorders. Among them the 14-3-3 beta protein is one of the important subtypes， and the relevant scholars paid great attention to it. The 14-3-3β test has been used for the diagnosis of priondiseases. 14-3-3 beta protein could be exploited for therapeutic purposes. This paper briefly describes the role of the 14-3-3 beta protein in the glucolipid metabolism and the relationship between the protein and clinical disease.

[Key words] 14-3-3β protein； Glycogen metabolism； Lipid metabolism； Clinical disease

影響糖脂代謝的蛋白數以千計，如谷丙轉氨酶、腺苷酸活化蛋白激酶。其中，酪氨酸3-加單氧酶/色氨酸5-加單氧酶激活蛋白（14-3-3β）的研究發現與糖脂代謝有關，影響糖酵解、糖異生、脂肪的合成等[1-2]。并且14-3-3β蛋白參與到臨床的多種疾病，與神經系統、生殖系統、內分泌系統等多種系統的疾病都有關聯。本文就14-3-3β蛋白關于上述方面的最新研究進展進行綜述。

1 14-3-3蛋白的概況

1967年Moore和Perez進行牛腦神經元蛋白電泳時發現了一組可溶性同源/異源二聚體蛋白[3]，根據纖維素膜柱層析（DEAE）的片段數目和淀粉凝膠電泳的遷移位置將這一蛋白家族命名為14-3-3。該蛋白是在真核細胞中普遍存在的、高度保守的酸性蛋白家族，分子量在28～33 kD之間。14-3-3蛋白家族在氨基酸序列上是高度保守的，如非洲爪蟾與人類14-3-3蛋白在氨基酸序列上就有84%的同源性[4]。14-3-3 蛋白具有廣泛的組織特異性，在腦、肺、肝臟、心臟等幾乎所有的組織中均有分布。在淋巴組織，尤其是胸腺和脾臟中表達最高[5]。哺乳動物有7種亞型（β、γ、ε、ζ、η、σ、τ），其中一種亞型即14-3-3β，又稱蛋白激酶 C 抑制蛋白1（protein kinase C inhibitor protein 1），是14-3-3 蛋白家族的主要成員，含量最高。

2 14-3-3 β蛋白與糖代謝

2.1 14-3-3β蛋白與糖酵解

Haruhiko等[6]研究指出，在小鼠的肝細胞中，碳水化合物反應元件結合蛋白（carbohydrates response element binding protein，CHREBP）的 N-末端區域（125-135殘基）通過與14-3-3蛋白相互作用調節其亞細胞定位，14-3-3蛋白通過與此區域的α螺旋結合，保留CHREBP在胞漿中，并且14-3-3蛋白與CHREBP的結合與輸入蛋白α具有競爭作用，所以，14-3-3蛋白是通過影響CHREBP進入胞核來控制其作用的發揮。其中，14-3-3β蛋白是與CHREBP結合的最主要的內源性14-3-3蛋白亞型[7]。

2.2 14-3-3β蛋白與糖異生

胰高血糖素受體（glucagon receptor，GCGR）是一個具有7個跨膜序列的 G 蛋白偶聯受體。GCGR主要的生物學作用是與其內源性配體胰高血糖素結合后通過PKA-cAMP途徑和 Gq-PLC/Ca兩種途徑發揮作用[8-9]，在肝臟中主要是通過PKA-cAMP途徑。研究發現[10]，低密度脂蛋白受體（low density lipoprotein receptor，LDLR），14-3-3β蛋白和TMED三個輔助蛋白與GCGR相互作用，在胰高血糖素的刺激下，三個輔助蛋白通過調節cAMP來調節糖異生。LDLR和TMED2通過增加cAMP的累積，增加了胰高血糖素刺激葡萄糖的生成，而14-3-3β蛋白抑制了血糖的生成。并且，LDLR和TMED2刺激了糖異生關鍵酶葡萄糖-6-磷酸酶（G6Pase）及磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPCK）基因的表達，14-3-3β蛋白抑制其表達。14-3-3β蛋白通過以上兩種方式調節糖異生。這些新的研究提供了一個通過拮抗胰高血糖素來降血糖治療糖尿病患者的新研究視野。

3 14-3-3β蛋白與脂肪的合成代謝

14-3-3β蛋白和14-3-3γ蛋白是PPARγ的轉錄調節分子，通過競爭性地與PPARγ的Ser273位點磷酸化來調節糖脂代謝。在Park等[11]的細胞實驗中提出，14-3-3β蛋白和14-3-3γ蛋白通過調節PPAR的靶基因固醇調節元件結合蛋白（SREBP-1c）和脂肪酸易位酶（FAT）/CD36來影響肝臟的脂肪合成。14-3-3β蛋白增加了PPARγ的轉錄活性和靶基因表達水平，從而增加脂肪合成及運輸。相反，14-3-3γ蛋白降低了PPARγ的轉錄活性和靶基因表達水平，在有高濃度的游離脂肪酸時抑制脂肪形成。

Yang等[12]的研究指出，在脂肪細胞中，seipin蛋白在胞質中通過其N和C末端與14-3-3β蛋白結合，在脂肪生成時，14-3-3β蛋白的表達上調，不需要影響關鍵的脂肪合成轉錄因子（PPARγ、C/EBPα、C/EBPβ、C/EBPσ和Srebp1c），14-3-3β蛋白的缺失就能引起脂肪生成的減少。在脂肪細胞的發育過程中，絲切蛋白-1（cofilin-1）調節了大量的肌動蛋白細胞骨架的形成。在胰島素刺激下，14-3-3β蛋白與cofilin-1存在相互作用，在脂肪生成時調節了cofilin-1的定位。所以，在seipin蛋白招募cofilin-1改造肌動蛋白細胞骨架調節脂肪生成的過程中，14-3-3β蛋白的作用是不能低估的。

總之，14-3-3β蛋白在脂代謝的調節中起著重要的作用。因此，可以通過研發作用于14-3-3β蛋白的藥物來治療脂代謝紊亂性疾病，這些新的研究結果為脂代謝紊亂疾病的治療提供了新思路。

4 14-3-3β蛋白與臨床疾病

4.1 14-3-3β蛋白與神經系統疾病

研究發現[13]，在不進行抗精神病治療的情況下，與空白對照組相比，精神分裂癥（schizophrenia，SZ）患者14-3-3β蛋白和14-3-3ζ蛋白的免疫反應性有所增加，但是在進行抗精神病干預后，14-3-3β蛋白免疫反應性有明顯變化。研究表明了抗精神病的治療能下調14-3-3β蛋白的表達水平。進一步的分析表明，14-3-3β蛋白和14-3-3ζ蛋白對于SZ具有特異性，但是與自殺行為無關。

又有報道提出[14]，在對近親交配的兩種鼠系抗抑郁反應的研究中發現，在進行選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑（selective serotonin reuptake inhibitor，SSRI）治療時，14-3-3β蛋白的表達上調。

最近的研究表明[15]，14-3-3β蛋白與朊病毒蛋白質的中央疏水區氨基酸的106～126位點和138位點氨基端氨基酸存在相互作用。這種相互作用表明14-3-3β蛋白參與了朊病毒所致疾病的發生與克雅氏病相關。

阿爾茨海默病（Alzheimer's disease，AD）是一種進行性神經退行性疾病，是老年人群中最常見引起老年癡呆的原因[16-17]。最新研究表明[18]，14-3-3β蛋白與其他的一些蛋白共同作用改變AD患者脈絡叢細胞中線粒體的功能并參與細胞凋亡的調控，從而發揮重要的生理學功能。

ADAM家族是一類具有去整合域和金屬蛋白酶域的跨膜蛋白，廣泛參與各種重要的生理過程， 如精卵結合、神經系統發育、成肌細胞融合以及炎性反應等。ADAM22在腦部高度表達， 基因剔除小鼠則出現嚴重的共濟失調。研究表明[19]，用酵母雙雜合系統篩選到14-3-3β與ADAM22相互作用并具有專一性。ADAM22胞內部分系列缺失實驗表明，C端第864～892氨基酸殘基是14-3-3β的結合基序，在神經功能和發育中起重要作用。

4.2 14-3-3β蛋白與生殖系統疾病

研究發現[20]，14-3-3β蛋白在人類、鼠類睪丸組織中的不同細胞都有表達，包括支持細胞、睪丸間質細胞、血管內皮細胞等。在睪丸組織中，14-3-3β蛋白與波形蛋白相互作用，通過阻止磷酸化波形蛋白的脫磷酸化來穩定已延長的波形蛋白細絲。因此，14-3-3β蛋白在正常精子的形成中是很有必要的。14-3-3β蛋白的功能障礙會引起男性不育。

此研究[20]又提出，在生殖細胞瘤的腫瘤細胞中能檢測到14-3-3β蛋白強烈的免疫反應性，在胞核和胞漿中都存在，胞核中含量更高。此現象在支持細胞中也可觀察到。在精原細胞瘤中，14-3-3β蛋白主要存在于惡性轉化細胞的胞核中。

與正常的睪丸組織比較，14-3-3β蛋白在惡性轉化細胞中的表達明顯提高。呂德官等[21]的研究發現， 14-3-3β蛋白參與了癌癥的發生、增殖、轉移以及耐藥的調節。并且也有證據表明，在星形膠質細胞瘤、肺癌、卡波肉瘤中，14-3-3β蛋白的表達都會上調[22-24]。有研究提出[25]，14-3-3β mRNA在CINⅡ、CINⅢ和宮頸癌中表達明顯上調，而在慢性宮頸炎、CINⅠ的表達比較差異無統計學意義。14-3-3β在宮頸癌中高表達，從慢性宮頸炎→CIN→宮頸癌的過程中，14-3-3β發揮了一定的作用，且其表達水平越高，宮頸病變程度也越高，越預后不良。故14-3-3β表達水平變化對宮頸癌的防治和高危患者的早期診治具有非常重要的意義，有利于臨床指導宮頸癌的早期診斷和治療。又有研究報道[26]，小鼠卵母細胞生發泡（GV）期卵母細胞中在mRNA水平上只有14-3-3β和14-3-3ε亞型存在，但14-3-3εmRNA水平顯著高于14-3-3β。Tseng等[27]利用凝膠電泳和MALDI-TOF-TOF 實驗方法發現胃癌SC-M1細胞中14-3-3β蛋白大量表達，與對照組相比，14-3-3β蛋白在胃癌組織和血清中的表達水平顯著上升，與淋巴結轉移數目、腫瘤大小和患者存活率關系緊密。Liu等[28]證實14-3-3β蛋白大量表達會明顯促進肝腫瘤細胞的生長。其研究顯示，14-3-3β蛋白和integrinβ1 共同大量表達會加強瘤細胞的遷移能力，增大細胞黏附性，加速瘤細胞的發展，縮短惡性肝腫瘤患者的存活期。這些都說明了14-3-3β蛋白潛在的致癌性，與腫瘤的誘導及惡化緊密相關，應該引起高度重視，深入研究14-3-3β蛋白與腫瘤的關系將為腫瘤診療提供新的思路。

4.3 14-3-3β蛋白與內分泌系統疾病

Zhang等[29]的研究發現通過曼-惠特尼U檢驗去分別檢測在低、高骨密度組的不同蛋白表達水平，在絕經后婦女的低骨密度組發現了14-3-3β蛋白的表達下調。

5 總結與展望

14-3-3β蛋白通過蛋白質組學途徑被確認與許多蛋白質相關聯，在分子靶向治療上可作為一個有用的標志物[30]。這些在T2DM中新確認的蛋白質能夠為肝細胞脂肪變性的病理生理學研究及胰島素抵抗提供新的視野。

綜上所述，近幾年來，眾多研究者對14-3-3β蛋白的數千種體內外試驗都能夠證實其與糖脂代謝及多種疾病存在著一定的聯系。隨著新技術、新方法的出現，目前14-3-3β蛋白在臨床疾病的發生、發展等方面的研究已經取得了巨大進展，但它們之間的具體機制尚需進一步明確。相信通過對14-3-3β 蛋白的研究可以更好地了解細胞的各種信號轉導途徑以及它們之間的相互作用，從而更好地闡明細胞的各種生命活動，為疾病治療提供更多的理論基礎。這方面的工作將會是目前和今后相當一段時期的熱點，深入認識14-3-3β蛋白有望為疾病的早發現、早診斷和早治療開辟新的途徑。

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（收稿日期：2015-12-24 本文編輯：趙魯楓）