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ZBTB蛋白家族是一类含有C2H2Küppel锌指基序和BTB/POZ结构域的DNA结合蛋白,具有基因转录调节功能,在细胞增殖、分化、凋亡和功能调节等生物学过程中发挥着重要作用。本实验室根据数据库序列信息结合RT-PCR技术克隆到一个ZBTB家族成员ZBTB9(NM_152735.3)。目前,国内外还未见ZBTB9基因功能研究的相关报道,故本文对该基因信息展开了初步探索。
生物信息学分析表明:ZBTB9定位于6p21.32;由2个外显子和1个内含子组成,外显子与内含子的交界符合GT-AG规则;含有1421bpORF,编码一个由473个氨基酸组成,分子量约为50.6KD的蛋白。SMART分析表明,ZBTB9蛋白N端含有1个BTB/POZ结构域,C端含有两个C2H2型锌指基序。借助生物学软件ClustalX对七种物种的ZBTB9蛋白进行同源性比对和进化树分析表明,ZBTB9蛋白与大鼠、小鼠、猩猩、猕猴、牛和非洲爪蟾六种物种的ZBTB9蛋白具有较高的同源性,且人ZBTB9基因与猩猩ZBTB9基因的分子进化距离最近,亲缘关系最为密切。
通常蛋白质需转运到特定的亚细胞区域才能行使其生物学活性。我们通过构建GFP-ZBTB9及其截短的融合表达载体分析其亚细胞分布,结果表明:ZBTB9蛋白定位于细胞核且呈斑点状分布;缺失锌指基序的ZBTB9蛋白呈核周斑点状分布,而缺失BTB结构域的ZBTB9蛋白均匀分布于细胞核。由此可见,BTB结构域对ZBTB9蛋白的斑点状分布起关键作用。
为了解ZBTB9蛋白的转录调控作用,我们利用一系列信号通路报告载体,通过双荧光素酶报告基因检测系统分析ZBTB9对相关信号通路的转录调控作用。结果表明,ZBTB9显著激活HSE的转录活性。后续我们构建了一系列ZBTB9截短表达载体,进一步分析ZBTB9不同功能区段的转录调控作用。结果表明:BTB结构域和锌指基序单独存在时均能发挥转录激活作用,且BTB结构域的转录激活作用与ZBTB9的激活作用相当;锌指基序的转录激活作用却比ZBTB9的激活作用强约100%。由此我们推测,ZBTB9可能在HSPs的转录调控及HSE信号通路中发挥激活作用,其中锌指基序发挥着重要作用,进而影响细胞的一系列生命活动。通常HSE信号通路的激活会促进各种恶性肿瘤细胞的增殖,故ZBTB9可能在肿瘤细胞的增殖中发挥功能。
已有研究表明ZBTB家族成员大多数和肿瘤的发生发展有关。通过采用RT-PCR技术检测ZBTB9基因在宫颈癌细胞、肝癌细胞、胶质母细胞瘤细胞和胃癌细胞中的表达量,我们发现ZBTB9在肝癌细胞中有明显表达。为此,我们通过使用增殖诱导剂EGF和分化诱导剂ATRA干预SMMC-7721细胞,采用RT-PCR分析ZBTB9基因表达量的变化。RT-PCR检测结果显示,EGF可上调ZBTB9的表达,而ATRA却抑制ZBTB9的表达,这为进一步研究ZBTB9在肝癌发生中的功能奠定基础。