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运动与c-fos原癌基因的研究进展

2014-07-21 01:12 运动与c-fos原癌基因的研究进展 【摘要】 c-fos原癌基因属于即刻早期基因(IEG)，近几年来，随着对其生物学功能认识的逐渐深入，人们开始从不同的角度探讨影响c-fos原癌基因表达的因素。笔者综述了近年来国内外有关运动与c-fos原癌基因的相关研究现状，并对以后的研究提出一些建议。

【关键词】 运动；c-fos原癌基因；机制

The research progress of exercise and oncogene c-fos

【Abstract】 Oncogene c-fos can be seen as a kind of immediate -early gene.In the last several decades,along with deep researches on the biological function of oncogene c-fos.People discussed the factors and the mechanism of affecting from different angles.This article summarizes the researches concerning exercise and oncogene c-fos in the world in recent years.This paper summarizes several findings and puts forward some proposals for the future research.

【Key words】 exercise;oncogene c-fos;mechanism

在原癌基因的家族中有一类能被第二信使所诱导的原癌基因称为即刻早期基因(Immediately Early Genes,IEGs)，亦称快速反应基因。这类基因是指细胞经外部刺激后最先表达的一组基因，是联系细胞生化改变与细胞最终对刺激发生特异性反应的中介物。因此，又被认为是第三信使［1］。目前已发现的IEGs有十几种，按它们的结构和功能特征大致分为c-fos家族、c-jun家族、c-myc家族和egr家族。c-fos原癌基因的研究始于20世纪80年代中后期，大量研究发现，c-fos原癌基因及其蛋白产物不仅参与细胞的正常生长、分化过程，而且也参与细胞内信息传递过程和细胞的能量代谢过程，在生命活动中起着极为基本而重要的作用。有关运动对c-fos原癌基因表达的影响成为近年来国内外学术界的广泛关注的热点，并开展了大量的相关研究，本文将就此综述如下。

1 c-fos原癌基因结构及其产物特征

c-fos原癌基因与FBJ和FBR小鼠成骨肉瘤病毒(MSVs)中致癌基因v-fos的细胞同源，这三者的核苷酸顺序均已测知［2］。c-fos 原癌基因高度保守。小鼠、大鼠与人的Fos同源性分别为97%和94%。在这些种系中的Fos蛋白均存在一个由88个完全相同的氨基酸顺序组成的区域。这个区域包括一个能与DNA结合的基本区和亮氨酸拉链(LZ)结构。人类c-fos基因定位于人染色体14q21-q31,是一段9kb的DNA，由四个外显子和三个内含子组成，可转录形成2.2kb的mRNA，其编码380个氨基酸，是一分子量为55kD的不稳定的核内磷酸化蛋白［3］是DNA的结合蛋白。

Sheng研究发现，c-fos基因的功能是通过它所编码的核蛋白Fos实现。Fos是真核细胞转录调控因子，有着广泛的翻译后修饰(Post-translation modification),这些修饰分别对应着苏氨酸及谷氨酸的磷酸化。但Fos作用的发挥又与原癌基因c-jun的核蛋白Jun密切相关［4］。这是因为，Fos本身不能形成二聚体，故无法与DNA结合。但当Fos与Jun通过LZ途径形成异源二聚体(Jun-Fos)的核蛋白复合物后，即能以高亲和力结合在靶基因的DNA相关序列即AP-1(Activator Protein 1)结合区，并与其相互作用，影响靶基因的表达，参与信号的传导，作用于细胞的增殖，并可作为生物合成的早期标志之一［5］。

2 c-fos原癌基因的生物学功能

近年来的大量研究发现，c-fos原癌基因及其蛋白产物不仅参与细胞的正常生长、分化过程，而且也参与细胞内信息传递过程和细胞的能量代谢过程，在生命活动中起着极为基本而重要的作用。

首先，c-fos 原癌基因的表达与细胞生长、发育及分化有密切关系。它可在多种细胞中表达，表达多发生在细胞周期的(G0～G1)期。有研究资料显示，c-fos能使细胞由G0期启动而进入细胞周期［6］。在细胞周期中，细胞周期蛋白必须与相应的细胞周期依赖蛋白激酶结合，并经磷酸化/脱磷酸化修饰后方具活性，继而促使与周期有关的蛋白基因如fos等IEGs表达，从而决定了细胞周期的进程，c-fos同时正负调控细胞周期的各个阶段。如果fos基因及其蛋白产物不合适的表达或突变，会直接干扰细胞周期的运行，或诱发细胞恶变、或在细胞周期的不同时期诱发细胞凋亡。c-fos基因产物既控制增殖也控制分化，而且直接参与细胞周期的调控。