El factor tipo Krüppel 2 (KLF2) , también conocido como factor tipo Krüppel pulmonar (LKLF) , es una proteína que en humanos está codificada por el gen KLF2 en el cromosoma 19. [ 5 ] [ 6 ] Pertenece a la familia de factores tipo Krüppel de factores de transcripción con dedos de zinc y se ha implicado en diversos procesos bioquímicos del cuerpo humano, como el desarrollo pulmonar , la eritropoyesis embrionaria , la integridad epitelial , la viabilidad de las células T y la adipogénesis . [ 7 ]
Descubrimiento
El factor eritroide similar a Krüppel ( EKLF o KLF1) fue el primer factor similar a Krüppel descubierto. Es vital para la eritropoyesis embrionaria, ya que promueve el cambio de la expresión génica de la hemoglobina fetal ( hemoglobina F ) a la hemoglobina adulta (hemoglobina A) mediante la unión a dominios CACCC altamente conservados. [ 8 ] La ablación de EKLF en embriones de ratón produce un fenotipo anémico letal , que causa la muerte antes del día embrionario 14, y las mutaciones naturales conducen a la β+ talasemia en humanos. [ 9 ] Sin embargo, la expresión de los genes de la hemoglobina embrionaria y fetal es normal en ratones deficientes en EKLF , y dado que todos los genes del locus de la β-globina humana presentan los elementos CACCC, los investigadores comenzaron a buscar otros factores similares a Krüppel. [ 10 ]
KLF2, inicialmente llamado factor similar a Krüppel pulmonar debido a su alta expresión en el pulmón del ratón adulto, fue aislado por primera vez en 1995 utilizando el dominio de dedo de zinc de EKLF como sonda de hibridación . [ 11 ] Mediante un ensayo de transactivación en fibroblastos de ratón , también se observó que KLF2 se unía al promotor del gen de la β-globina que contiene la secuencia CACCC, la cual se demostró que es el sitio de unión para EKLF, confirmando que KLF2 es un miembro de la familia de factores similares a Krüppel. [ 11 ] Desde entonces, se han descubierto muchas otras proteínas KLF.
Estructura
La característica principal de la familia KLF es la presencia de tres dedos de zinc de cisteína 2 / histidina 2 altamente conservados, de 21 o 23 residuos de aminoácidos , ubicados en el extremo C-terminal de la proteína. Cada una de estas secuencias de aminoácidos quelata un único ion zinc , coordinado entre los dos residuos de cisteína y los dos de histidina. Estos dedos de zinc están unidos por una secuencia conservada de siete aminoácidos: T G E K P ( Y / F )X. Los dedos de zinc permiten que todas las proteínas KLF se unan a los promotores del gen CACCC , por lo que, aunque pueden desempeñar funciones diversas (debido a la falta de homología fuera de los dedos de zinc), todas reconocen dominios de unión similares . [ 7 ]
KLF2 también presenta estas características estructurales. El transcrito de ARNm tiene una longitud aproximada de 1,5 kilobases , y la proteína de 37,7 kDa contiene 354 aminoácidos. [ 11 ] KLF2 también comparte cierta homología con EKLF en el extremo N-terminal , con una región rica en prolina que se presume funciona como dominio de transactivación . [ 11 ]
expresión génica
KLF2 fue descubierto por primera vez y se expresa en gran medida en el pulmón del ratón adulto , pero también se expresa temporalmente durante la embriogénesis en células eritroides , endotelio , células linfoides , el bazo y tejido adiposo blanco . [ 7 ] [ 11 ] Se expresa tan pronto como en el día embrionario 9.5 en el endotelio.
KLF2 presenta un perfil de expresión particularmente interesante en las células eritroides. Su expresión es mínima en las células eritroides definitivas primitivas y fetales, pero es elevada en las células eritroides definitivas adultas, especialmente en el proeritroblasto y en los normoblastos policromáticos y ortocromáticos . [ 12 ]
Ratón noqueado
Se utilizó la recombinación homóloga de células madre embrionarias para generar embriones de ratón deficientes en KLF2 . Tanto la vasculogénesis como la angiogénesis fueron normales en los embriones, pero murieron hacia el día embrionario 14,5 debido a una hemorragia grave . La vasculatura presentaba una morfología defectuosa, con una túnica media delgada y dilatación aneurismática que provocó su ruptura. Las células musculares lisas vasculares aórticas no se organizaron en una túnica media normal, y el número de pericitos era bajo. Estos ratones deficientes en KLF2 demostraron así el importante papel de KLF2 en la estabilización de los vasos sanguíneos durante la embriogénesis. [ 13 ]
Debido a la letalidad embrionaria en embriones deficientes en KLF2 , es difícil examinar el papel de KLF2 en la fisiología posnatal normal , como en el desarrollo y la función pulmonar . [ 14 ]
Función
Desarrollo pulmonar
Se extrajeron yemas pulmonares de embriones de ratón deficientes en KLF2 y se cultivaron a partir de árboles traqueobronquiales normales . Para evitar la letalidad embrionaria que suele observarse en embriones deficientes en KLF2 , se construyeron células madre embrionarias de ratón homocigotas nulas para KLF2 y se utilizaron para producir animales quiméricos . Estas células madre embrionarias deficientes en KLF2 contribuyen significativamente al desarrollo del músculo esquelético, bazo, corazón, hígado, riñón, estómago, cerebro, útero, testículo y piel, pero no al desarrollo del pulmón. Estos embriones presentaban pulmones detenidos en la etapa canalicular tardía del desarrollo pulmonar, con túbulos acinares no dilatados . En contraste, los embriones de tipo silvestre nacen en la etapa sacular del desarrollo pulmonar con alvéolos expandidos. Esto sugiere que KLF2 es un factor de transcripción importante necesario en la gestación tardía para el desarrollo pulmonar. [ 7 ]
eritropoyesis embrionaria
Actualmente se cree que KLF2 desempeña un papel importante en la eritropoyesis embrionaria, específicamente en la regulación de la expresión de genes de globina β-like embrionarios y fetales . En un embrión murino deficiente en KLF2 , la expresión de genes de globina β-like que normalmente se expresan en las células eritroides primitivas disminuyó significativamente, aunque la expresión de genes de globina β-like adultos no se vio afectada. [ 15 ]
El papel de KLF2 en la expresión del gen de la globina β humana se dilucidó aún más mediante la transfección de un embrión murino deficiente en KLF2 con el locus de la globina β humana. Se descubrió que KLF2 era importante para la expresión de los genes de la globina ε (presente en la hemoglobina embrionaria) y la globina γ (presente en la hemoglobina fetal ). Sin embargo, como se mencionó anteriormente, KLF2 no interviene en la expresión del gen de la globina β adulta; esta está regulada por EKLF. [ 15 ]
Sin embargo, se ha descubierto que KLF2 y EKLF interactúan en la eritropoyesis embrionaria. La eliminación de KLF2 y EKLF en embriones de ratón produce anemia fatal antes que la eliminación de cualquiera de ellos por separado, en el día embrionario 10.5. Esto indica que KLF2 y EKLF interactúan en la expresión del gen de la globina β-like embrionaria y fetal. [ 16 ] Se ha demostrado mediante ratones knockout condicionales que tanto KLF2 como EKLF se unen directamente a los promotores de la globina β-like . [ 17 ] También hay evidencia que sugiere que KLF2 y EKLF se unen sinérgicamente al promotor Myc , un factor de transcripción asociado con la expresión génica de la α-globina y la β-globina en proeritroblastos embrionarios . [ 18 ]
Fisiología endotelial
La expresión de KLF2 es inducida por el esfuerzo cortante del flujo laminar del fluido , como el causado por el flujo sanguíneo en el endotelio normal. [ 19 ] [ 20 ]
Esto activa los canales mecanosensibles , que a su vez activan dos vías: la vía MEK5 / ERK5 , que activa MEF2 , un factor de transcripción que aumenta la expresión del gen KLF2 ; y la inhibición de PI3K , que incrementa la estabilidad del ARNm de KLF2 . La unión de citocinas como TNFα e IL-1β a sus receptores activa el factor de transcripción p65 , que también induce la expresión de KLF2 . KLF2 tiene entonces cuatro funciones clave en el endotelio:
- Al inhibir la activación de p65 por el coactivador transcripcional p300 , se reduce la expresión de VCAM1 y SELE , genes que codifican moléculas de adhesión de células endoteliales , lo que provoca una disminución de la activación de linfocitos y leucocitos y, por lo tanto, una disminución de la inflamación.
- Aumenta la expresión de THBD (trombomodulina) y NOS3 ( óxido nítrico sintasa endotelial ), lo que produce un efecto antitrombótico.
- Mediante la regulación positiva de NOS3 , así como de NPPC (péptido precursor natriurético C), KLF2 tiene un efecto vasodilatador.
- KLF2 también inhibe la expresión de VEGFR2 (receptor 2 de VEGF), teniendo un efecto antiangiogénico [ 21 ].
Por lo tanto, KLF2 desempeña un papel importante en la regulación de la fisiología normal del endotelio. Se hipotetiza que KLF2, específico de las células mieloides, desempeña un papel protector en la aterosclerosis . [ 22 ] Se ha demostrado que los cambios en la expresión génica en las células endoteliales inducidos por KLF2 son ateroprotectores. [ 20 ]
Diferenciación de células T
KLF2 tiene una función importante en la diferenciación de los linfocitos T. Las células T se activan y son más propensas a la apoptosis sin KLF2, lo que sugiere que KLF2 regula la quiescencia y la supervivencia de las células T. [ 7 ] Los timocitos deficientes en KLF2 tampoco expresan varios receptores necesarios para la emigración del timo y la diferenciación en células T maduras, como el receptor 1 de esfingosina-1 fosfato . [ 23 ]
Adipogénesis
KLF2 es un regulador negativo de la diferenciación de adipocitos . KLF2 se expresa en preadipocitos , pero no en adipocitos maduros, e inhibe potentemente la expresión de PPAR-γ ( receptor activado por proliferadores de peroxisomas γ) al inhibir la actividad del promotor . Esto impide la diferenciación de preadipocitos en adipocitos y, por lo tanto, previene la adipogénesis. [ 24 ]
Véase también
Referencias
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Enlaces externos
- KLF2+proteína,+humana en los Encabezamientos de Materias Médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
- Localización del gen humano KLF2 en el navegador genómico de UCSC .
- Detalles del gen humano KLF2 en el navegador genómico de UCSC .
Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que es de dominio público .
- Genes en el cromosoma 19 humano
- Factores de transcripción
