低氧诱导因子-1α在生物性骨改建和骨病中的作用
2021-12-26康非吾
唐 燚, 康非吾
(上海牙组织修复与再生工程技术研究中心,同济大学附属口腔医院口腔颌面外科,上海 200072)
氧对维持机体正常的生长、发育及代谢至关重要。各种原因引起的骨内血流的减少均会使骨组织和骨系细胞处于低氧状态。在这种异常的低氧状态下,低氧诱导因子(HIF)途径是各种组织、器官在对局部氧环境进行感受和应答过程中的核心途径。
1 HIF-1α的结构及生物学特征
低氧诱导因子-1(HIF-1)是1992年Semenza和Wang首先发现的,其能与促红细胞生成素基因的低氧反应元件发生特异性结合,随后HIF-1 cDNA的编码顺序被确立[1]。人和哺乳动物细胞普遍拥有保守的HIF-1序列,其转录受到严格的调控,提示了HIF-1对细胞生物学功能具有重要作用。低氧诱导因子(HIF)是通过调节低氧状态下细胞适应环境的氧分压变化,进而调控其分化和维护其存活的关键性调节因子[2]。HIF-1蛋白是一种异源二聚体,主要由120 000的HIF-1α和91 000~94 000的HIF-1β 2个亚基构成。人HIF-1α基因定位于14号染色体q21~24区,受缺氧信号的调控,起功能性作用;HIF-1β亚基又称芳香烃受体核转运子,不受环境低氧信号的调控,主要起结构性作用。HIF-1α既是HIF-1的调节亚基,又是活性亚基。因此,HIF-1的生物效应是由HIF-1α亚基实现的[3]。而在正常氧饱和度(21%O2)下,HIF-1α亚基在被翻译后随即被泛素-蛋白酶水解复合体降解。而在缺氧状态下,HIF-1α亚基的降解被抑制,HIF-1α和HIF-1β亚基聚合形成的异二聚体HIF-1,转移到细胞核内调节多种基因的转录,进而引发组织细胞发生缺氧适应性反应。HIF-1α是有转录活性的核蛋白,具有广泛的靶基因谱,其中包括与缺氧适应、炎症发展、血管形成、能量代谢及肿瘤生长等相关的100多种靶基因[4]。……
