Krüppel樣轉(zhuǎn)錄因子2的功能

荊堂堂， 倪晉澤， 趙玉菲， 朱亮

(1.大連醫(yī)科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 生理教研室, 遼寧 大連 116044； 2.安徽醫(yī)科大學(xué) 第一附屬醫(yī)院 胸外科， 安徽 合肥 230022)

血管內(nèi)皮健康狀況對(duì)于血管的正常生理和功能關(guān)重要.血管內(nèi)皮細(xì)胞是多種生理刺激的感受器和效應(yīng)器，參與調(diào)節(jié)選擇通透性，血液凝固以及免疫細(xì)胞歸巢等多種生理過程.血管內(nèi)皮功能失調(diào)導(dǎo)致的微循環(huán)障礙是各種組織以及器官缺血缺氧損傷的共同特征.而血流剪切力可誘導(dǎo)一些血流依賴性轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)來抵抗血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷.特別是依賴血流產(chǎn)生的KLF2對(duì)維持血管內(nèi)皮的功能至關(guān)重要[1].Krüppel樣轉(zhuǎn)錄因子2(Krüppel-like transcription factor 2，KLF2) 作為KLF家族中重要的轉(zhuǎn)錄因子，在心血管領(lǐng)域， 特別是在內(nèi)皮功能調(diào)控中所起作用，已成為研究熱點(diǎn).

1 KLF家族(KLFs)

KLFs是DNA結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子家族的1個(gè)鋅指亞類,其命名是基于DNA結(jié)合域與果蠅蛋白質(zhì)Krüppel同源，“Krüppel”為德文“殘疾”， 此蛋白質(zhì)被命名是由于果蠅胚胎純合子表達(dá)的Krüppe蛋白使其前腹、胸段發(fā)生改變，導(dǎo)致其死亡[2].第1個(gè)Krüppel因子(KLF1/EKLF)被發(fā)現(xiàn)于哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞，后來發(fā)現(xiàn)此因子在β珠蛋白基因的合成和紅細(xì)胞的發(fā)育中起著重要的作用.從1993 年EKLF的最初發(fā)現(xiàn)，共發(fā)現(xiàn)17種哺乳動(dòng)物的Krüppel，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的時(shí)間順序分別命名為KLF1-KLF17[3].

2 KLF2的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

Lingrel等利用EKLF/KLF1鋅指結(jié)構(gòu)域的同源性，首次克隆出轉(zhuǎn)錄因子KLF2，KLF2是由354個(gè)氨基酸組成的蛋白，在肺組織中高表達(dá)，最初被稱為肺KLF樣因子(lung Krüppel-like factor，LKLF).人類KLF2定位于染色體的10p13.1，其與鼠基因的同源性大于85%.位點(diǎn)分析顯示在KLF2的啟動(dòng)子區(qū)域內(nèi)長(zhǎng)約75 bp的高度保守序列，含有肌細(xì)胞增強(qiáng)因子2(myocyte enhancing factor 2，MEF2)的結(jié)合位點(diǎn)，是調(diào)節(jié)KLF2表達(dá)的關(guān)鍵位點(diǎn)[4-5].KLF2編碼區(qū)有1655個(gè)堿基，編碼354個(gè)氨基酸，其N端的第1～110位氨基酸為轉(zhuǎn)錄激活區(qū)，第110～267位氨基酸為轉(zhuǎn)錄抑制區(qū)(圖1)[5].KLF2轉(zhuǎn)錄抑制區(qū)可以與泛素連接酶 WWP1(WW domain-containing E3 ubiquitin protein ligase 1)結(jié)合，致使KLF2泛素化和蛋白酶體降解[6].

圖1 KLF2結(jié)構(gòu)示意圖

3 KLF2的血流依賴性調(diào)節(jié)

在血流依賴性轉(zhuǎn)錄因子KLF2的轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游的-157～-79 bp區(qū)域含有一段高度保守序列，包含1個(gè)MEF2的結(jié)合位點(diǎn)[7]. 當(dāng)存在正常的血流時(shí)，在血流產(chǎn)生的剪切力的刺激下，KLF2在轉(zhuǎn)錄水平激活，隨后KLF2 mRNA和蛋白表達(dá)增加.血流產(chǎn)生的剪切力可促進(jìn)KLF2的表達(dá)，不僅是在轉(zhuǎn)錄水平激活KLF2的啟動(dòng)子，也可以使KLF2的mRNA穩(wěn)定[8].在轉(zhuǎn)錄水平激活KLF2啟動(dòng)子的關(guān)鍵是肌細(xì)胞增強(qiáng)因子2(myocyte enhancing factor 2，MEF2)結(jié)合到KLF2上的MEF2結(jié)合位點(diǎn)[9].MEF2的激活，一方面是通過上游絲裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase，MAPK)信號(hào)的級(jí)聯(lián)放大，包括MAPK激酶5(MAPK kinase 5,MEK5)和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶5(extracellular-signal-regulated kinase 5，ERK5)[10]；另一方面是通過解除組蛋白脫乙酰酶5/7(histone deacetylase 5/7,HDAC5/7)對(duì)KLF2轉(zhuǎn)錄活性的抑制，即當(dāng)存在正常的血流時(shí)，血流剪切力可以通過激活鈣離子/鈣調(diào)蛋白依賴的蛋白激酶(Ca2+/calmodulin-dependent manner，CaMK)信號(hào)通路，通過MEK5/ERK5/MEF2通路，在轉(zhuǎn)錄水平激活KLF2，隨后KLF2蛋白表達(dá)，使HDAC5/7磷酸化，改變了HDAC5/7的細(xì)胞定位，使其從細(xì)胞核輸出到胞質(zhì)，解除對(duì)MEF2的抑制，促進(jìn)KLF2的表達(dá)，增加內(nèi)皮細(xì)胞保護(hù)因子的表達(dá)(圖2)[11].

4 KLF2對(duì)血管內(nèi)皮的作用

KLF2在血流介導(dǎo)的多基因表達(dá)調(diào)控過程中發(fā)揮重要作用.在血流作用下基因的表達(dá)上調(diào)有15%是KLF2依賴性的[9].有研究表明KLF2連同核因子Nrf-2調(diào)控著約70%的剪切力誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞基因的表達(dá)[10].KLF2在調(diào)節(jié)血管張力、止血/血栓形成、炎癥、調(diào)節(jié)內(nèi)皮屏障功能和抗氧化能力等基因的表達(dá)過程中發(fā)揮重要作用(圖3).KLF2在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生和維持血管穩(wěn)態(tài)之間扮演分子開關(guān)的角色，可直接影響動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制[9,12].在ApoE基因敲除時(shí)，KLF2+/-鼠出現(xiàn)飲食誘導(dǎo)性的動(dòng)脈粥樣硬化，與ApoE基因敲除穩(wěn)定的動(dòng)脈粥樣斑塊相比，不穩(wěn)定斑塊的KLF2表達(dá)水平明顯降低[12].

4.1 血管張力

健康的血管內(nèi)皮細(xì)胞可通過產(chǎn)生一氧化氮(nitric oxide,NO)、C型鈉尿肽(C-natriuretic peptide，CNP)、腎上腺髓質(zhì)素等血管舒張因子和內(nèi)皮素-1(endothelin-1,ET-1)、血管緊張素轉(zhuǎn)換酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)等血管收縮因子來調(diào)節(jié)血管張力[13]，KLF2可強(qiáng)效誘導(dǎo)內(nèi)皮型一氧化氮合酶(eNOS)和CNP的表達(dá)，抑制ET-1和ACE的表達(dá).然而， KLF2還可抑制腎上腺髓質(zhì)素的表達(dá)[14]，KLF2可直接結(jié)合到eNOS基因啟動(dòng)子增加其轉(zhuǎn)錄活性和下調(diào)窖蛋白-1(caveolin-1，eNOS的負(fù)性調(diào)節(jié)因子)[9,15].

eNOS和NO在內(nèi)皮細(xì)胞有舒血管作用，還可通過抑制內(nèi)皮黏附分子ICAM-1和VCAM-1發(fā)揮抗炎和抗血栓作用，血流通過KLF2誘導(dǎo)eNOS的產(chǎn)生，表明剪應(yīng)力是介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞功能的一個(gè)重要機(jī)制[16].

4.2 血栓

KLF2可調(diào)控血栓相關(guān)性因子的表達(dá)，具有抗血栓作用.血栓調(diào)節(jié)蛋白(thrombomodulin,TM)是凝血酶誘導(dǎo)抗凝蛋白-C激活的關(guān)鍵輔因子，KLF2可直接與TM的啟動(dòng)子結(jié)合增加TM的活性并促進(jìn)其表達(dá)，KLF2過表達(dá)抑制促凝因子-纖溶酶原激活物抑制劑(plasminogen activator inhibitor，PAI-1)、血管性血友病因子(von Willebrand factor，vWF)和組織因子(tissue factor，TF)的表達(dá)，輕度增加組織型纖溶酶原激活物(tissue plasminogen activator,tPA) 的表達(dá)；體外實(shí)驗(yàn)表明，人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞KLF2過表達(dá)可明顯增加凝血時(shí)間，相反，當(dāng)KLF2敲除具有抗血栓作用的基因表達(dá)減少，促凝因子生成增加[17].

相比另一組慢病毒介導(dǎo)KLF2過表達(dá)后，發(fā)現(xiàn)vWF 的mRNA和蛋白水平約呈兩倍增加.凝血酶和毛喉素(vWF的誘導(dǎo)劑)刺激后，也可檢測(cè)到vWF蛋白水平呈兩倍增加[18].此外，Weibel Palade小體-血管內(nèi)皮細(xì)胞vWF及其他生物活性化合物的貯存器過表達(dá)KLF2時(shí)，炎癥因子血管生成素-2和白細(xì)胞介素-8(IL-8)表達(dá)減少，但與對(duì)照組相比，人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞平均分布更多[19].

4.3 炎癥

腺病毒介導(dǎo)的KLF2過表達(dá)可抑制白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、腫瘤壞死因子α(TNFα)、脂多糖(lipopolysaccharide，LPS)所介導(dǎo)的細(xì)胞黏附分子VCAM-1和E-選擇素的表達(dá)，使T細(xì)胞的黏附和滾動(dòng)作用減弱[9].KLF2不僅通過抑制炎性因子IL-1β的產(chǎn)生發(fā)揮抗炎作用，而且可通過與抑制核轉(zhuǎn)錄因子-κB(NF-κB)通路的多個(gè)組件相互作用，降低NF-κB的活性，間接發(fā)揮抗炎作用[9,17].凝血酶可與其受體結(jié)合，通過NF-κB通路介導(dǎo)炎癥反應(yīng)， KLF2可抑制凝血酶受體(protease-activated receptor-1，PAR-1)的表達(dá)，從而抑制凝血酶介導(dǎo)的NF-κB核積累與DNA的結(jié)合，降低炎癥反應(yīng)[20].

TNF-α通過NF-κB激活炎癥信號(hào)，KLF2表達(dá)降低導(dǎo)致抗炎因子BMPER表達(dá)水平降低.低水平的BMPER使促炎因子炎性骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(bone morphogenic protein 2，BMP2)表達(dá)增加，從而降低eNOS和增加ICAM-1和VCAM-1的表達(dá)水平，誘導(dǎo)白細(xì)胞黏附和外滲.在人血管內(nèi)皮細(xì)胞KLF2的過表達(dá)，抑制TNF-α介導(dǎo)的BMPER因子的表達(dá)下調(diào)，使BMPER的表達(dá)增加，為KLF2在內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)揮的抗炎作用提供另一證據(jù)[21].

長(zhǎng)期剪切應(yīng)力介導(dǎo)的抗炎作用與抑制MAPK通路有關(guān).JNK是AP-1激活組件c-Jun和ATF2的上游激酶.AP-1和NF-κB連同其他共激活物如CBP/p300形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合物，可誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞炎性因子的表達(dá),具有促炎、致動(dòng)脈粥樣硬化作用[22].KLF2的抗炎作用是通過肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的變化來調(diào)節(jié)的，KLF2抑制參與細(xì)胞骨架調(diào)節(jié)JNK的磷酸化.結(jié)果顯示JNK不能通過磷酸化被激活，同時(shí)也不能激活c-Jun和AP-1，MAPK通路被抑制，KLF2間接發(fā)揮抗炎作用[23].

4.4 補(bǔ)體激活

內(nèi)皮細(xì)胞暴露于層流剪切應(yīng)力時(shí)，內(nèi)皮細(xì)胞表面的MAC抑制蛋白CD59(MIRL)的表達(dá)上調(diào)，使補(bǔ)體介導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的溶解減少，剪切力作用是由ERK5/ KLF2信號(hào)通路介導(dǎo)的[24].

4.5 內(nèi)皮屏障功能

KLF2+/-小鼠在炎癥刺激下內(nèi)皮滲漏增加[17].體外實(shí)驗(yàn)中，針對(duì)凝血酶，過氧化氫和組胺誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞滲漏，KLF2過表達(dá)可通過上調(diào)緊密連接蛋白o(hù)ccludin的表達(dá)和降低肌球蛋白輕鏈的磷酸化，發(fā)揮保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞的作用[25].在小鼠腦缺血模型中已經(jīng)證實(shí)KLF2對(duì)內(nèi)皮屏障功能的保護(hù)作用.為了研究小鼠大腦中動(dòng)脈堵塞狀況，對(duì)KLF2-/-小鼠，KLF2過表達(dá)小鼠和正常對(duì)照組小鼠大腦中動(dòng)脈的梗死面積和血腦屏障功能進(jìn)行分析，結(jié)果表明，由于occludin表達(dá)下降，KLF2-/-小鼠表現(xiàn)出較大的梗死面積和血腦屏障功能受損，KLF2過表達(dá)小鼠梗死面積減小和維持血腦屏障功能[26].

最近的研究表明，KLF2低表達(dá)可能參與阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)病理過程[27].血腦屏障功能障礙和內(nèi)皮通透性受損均與AD某段發(fā)病機(jī)理有關(guān).在患AD的Tg 2576小鼠模型中，由于β淀粉樣蛋白的累積，KLF2 的mRNA和蛋白水平表達(dá)明顯減少，其機(jī)制為β淀粉樣蛋白通過增加p53的表達(dá)水平，抑制KLF2的表達(dá).人腦EC中 KLF2的高表達(dá)完全彌補(bǔ)了occludin表達(dá)的下降，與KLF2在內(nèi)皮細(xì)胞屏障功能的作用一致.然而，在人體隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，他汀類藥物誘導(dǎo)KLF2的高表達(dá)，未能降低AD的發(fā)病率[28-29].

4.6 內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)與細(xì)胞連接

血流和剪切力對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞骨架重排和細(xì)胞形態(tài)的影響已有約20的歷史[30].KLF2在細(xì)胞骨架重排的重要作用已經(jīng)被闡明.HUVECs 置于其排列方向與流動(dòng)方向一致的剪應(yīng)力(19±17 dyne/cm2，4 d)中.siRNA介導(dǎo)的KLF2沉默后，其排列方式改變，然而，即使在不存在血流的情況下，人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞過表達(dá)KLF2后，由于伴隨應(yīng)力纖維形成的細(xì)胞骨架重排，其呈延伸狀，而且細(xì)胞密度增加和病理遷移減少[18].

在高層流剪切應(yīng)力條件下培養(yǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞連接蛋白37(CX37)高表達(dá)，其在ApoE基因缺陷小鼠會(huì)加速動(dòng)脈粥樣硬化過程[31].CX37是一種跨膜蛋白，在相鄰細(xì)胞間以兩個(gè)六聚體形式形成縫隙連接.縫隙連接是一種連接兩個(gè)細(xì)胞胞質(zhì)通過離子和小分子的物質(zhì)交換來實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間交流的特殊細(xì)胞連接.針對(duì)剪切應(yīng)力或辛伐他汀誘導(dǎo)的KLF2過表達(dá)，其通過直接結(jié)合Cx37的啟動(dòng)子來調(diào)控Cx37的表達(dá).KLF2敲除時(shí)，通過內(nèi)皮細(xì)胞間縫隙連接的小分子和離子減少，表明KLF2在細(xì)胞間交流發(fā)揮的作用[32].

4.7 氧化應(yīng)激

人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞過表達(dá)KLF2后，使NAD(P)H、醌脫氫酶1(NAD(P)H dehydrogenase quinone 1,NQO1)、HO-1、GCLM及過氧化氫酶(catalase,CAT)等抗氧化基因表達(dá)上調(diào)，均為Nrf 2靶基因，其中一個(gè)主要的抗氧化轉(zhuǎn)錄因子是通過抗動(dòng)脈粥樣硬化血流被上調(diào)[18,33-34].KLF2可促進(jìn)Nrf 2的核定位并激活其功能，增強(qiáng)Nrf 2介導(dǎo)的抗氧化應(yīng)激作用[10].

HO-1是血紅素分解代謝的限速酶，將其分解為膽綠素、一氧化碳和游離鐵.此通路的產(chǎn)物在脈管系統(tǒng)具有抗氧化，抗炎抗凋亡作用[35].他汀類藥物以KLF2依賴性方式強(qiáng)誘導(dǎo)HO-1的表達(dá)，通過HO-1激活后膽綠素和鐵蛋白的產(chǎn)生抗氧化作用[36].

4.8 microRNA的產(chǎn)生

KLF2通過miRs在血管穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用.KLF2高表達(dá)時(shí)，調(diào)節(jié)細(xì)胞遷移的miR-150和miR-23b表達(dá)水平增加；而促進(jìn)炎癥反應(yīng)的miR-155，miR-146a，miR-181a(決定內(nèi)皮細(xì)胞命運(yùn))和miR-210(血管生成和缺氧反應(yīng))的表達(dá)水平減少.在剪應(yīng)力和慢病毒介導(dǎo)的KLF2過表達(dá)時(shí)，具有抗動(dòng)脈粥樣硬化作用的miR-143/145表達(dá)上調(diào).剪切力和/或KLF2可增加胞外囊泡的產(chǎn)生，使miR-143/145高表達(dá)，發(fā)揮抗動(dòng)脈粥樣硬化作用[37].

5 KLF2對(duì)非血管內(nèi)皮的功能

5.1 T細(xì)胞和B細(xì)胞生物學(xué)

針對(duì)缺失位點(diǎn)分析顯示，KLF2在T細(xì)胞靜止和維持T細(xì)胞表型起著重要的作用[5].KLF2在胸腺細(xì)胞和T細(xì)胞的運(yùn)輸過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[6].T和B淋巴細(xì)胞在動(dòng)脈粥樣硬化過程中起著不同的作用[38-39].KLF2可誘導(dǎo)靜止的單陽(yáng)性T細(xì)胞(CD4+或CD8+)活化，但T細(xì)胞活化后KLF2迅速下降.KLF2缺乏小鼠外周單陽(yáng)性T細(xì)胞大量減少,出現(xiàn)自發(fā)激活的細(xì)胞表型和Fas介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡增加.KLF2可通過對(duì)原癌基因c-myc的負(fù)調(diào)控來維持T細(xì)胞靜止.由于在ApoE基因缺陷小鼠CD8+T細(xì)胞的活化促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化易損斑塊形成，KLF2維持T細(xì)胞表型具有生理重要性[40].此外，KLF2是外周T細(xì)胞再循環(huán)的必要因子.KLF2缺乏SP T細(xì)胞出現(xiàn)胸腺遷移受損和T細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)障礙；KLF2-/-T細(xì)胞大多數(shù)存在脾臟，血液或淋巴結(jié)內(nèi)罕見，并證明KLF2通過誘導(dǎo)CD62L，β-整合素，CCR7(T細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn))和S1P1(胸腺細(xì)胞遷移)等關(guān)鍵受體的表達(dá)調(diào)節(jié)胸腺細(xì)胞和T細(xì)胞進(jìn)入外周淋巴器官[41].

已知T細(xì)胞中的 CD4+CD25+fox3p+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)有免疫耐受作用，對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展有抑制作用.在OX-LDL作用下，Tregs以細(xì)胞接觸的方式作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，上調(diào)KLF2的表達(dá)[42].

在B細(xì)胞KLF2敲除導(dǎo)致轉(zhuǎn)運(yùn)分子CD62L和β-整合素表達(dá)降低，但S1P1受體表達(dá)幾乎不受影響.KLF2敲除導(dǎo)致伴隨邊緣區(qū)B細(xì)胞亞群分化受損，動(dòng)脈粥樣硬化性B1細(xì)胞減少[43].

辛伐他汀在體外和體內(nèi)可顯著增加小鼠和人類T細(xì)胞KLF2的表達(dá)，導(dǎo)致IFN-γ的分泌和T細(xì)胞增殖減少，表明了KLF2在淋巴細(xì)胞的抗動(dòng)脈粥樣硬化作用[44].

5.2 單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞生物學(xué)

KLF2高表達(dá)于人類單核細(xì)胞，但當(dāng)單核細(xì)胞在細(xì)胞因子或LPS作用下被激活分化成巨噬細(xì)胞時(shí)KLF2的表達(dá)降低.與對(duì)照組相比，動(dòng)脈粥樣硬化患者單核細(xì)胞中的KLF2表達(dá)減少約30%.因?yàn)閱魏思?xì)胞活化和募集在動(dòng)脈粥樣硬化中起重要作用. KLF2通過降低環(huán)氧合酶2(COX-2)、IL-1、IL-8、TNF-α和MCP-1的分泌，抑制LPS介導(dǎo)的單核細(xì)胞的激活.KLF2過表達(dá)也可降低單核細(xì)胞的吞噬活性，并不抑制，而是促進(jìn)單核細(xì)胞向炎癥部位的聚集.相反，KLF2敲除可增加單核細(xì)胞MCP-1，TF，和COX-2的表達(dá)，KLF2可通過與共激活因子PCAF相互作用，抑制NF-kB和AP-1轉(zhuǎn)錄活性，不改變NF-κB和AP-1的表達(dá)，核積累，或DNA結(jié)合，在單核細(xì)胞中發(fā)揮其抗炎作用[45].

巨噬細(xì)胞亞群:M1巨噬細(xì)胞(由GM-CSF、TNF或LPS激活)具有促炎作用，而M2巨噬細(xì)胞通常是抗炎的，有助于組織修復(fù)，但由于清道夫受體數(shù)量較多，積聚OX-LDL的能力更高[46].M2比M1型巨噬細(xì)胞的KLF2表達(dá)高.然而，接觸OX-LDL后，M2型巨噬細(xì)胞KLF2表達(dá)降低，M1型巨噬細(xì)胞不變.在M2型巨噬細(xì)胞KLF2敲除導(dǎo)致MCP-1分泌增加[47]. 因之，KLF2在單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞生物學(xué)具有抗炎和抗動(dòng)脈粥樣硬化的作用.

5.3 血管生成

血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF-A)是血管形成和血管新生的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，其主要通過酪氨酸激酶受體VEGFR2發(fā)揮作用[48]. KLF2通過誘導(dǎo)內(nèi)皮特異性miRNAs(miR-126)的表達(dá)在血管新生中起調(diào)節(jié)作用.具體機(jī)制為：miR-126可抑制VEGF通路的抑制劑Spred-1的活性，KLF2通過誘導(dǎo)miR-126的表達(dá)來間接促進(jìn)VEGF-A/VEGFR2介導(dǎo)的血管新生[49].

血管生成素1(Ang-1)及其受體-酪氨酸激酶受體Tie2參與維持血管的靜止和血管新生[50],機(jī)制為： 在細(xì)胞-細(xì)胞相互接觸時(shí)，Ang-1誘導(dǎo)Tie2轉(zhuǎn)錄活性，優(yōu)先激活A(yù)kt信號(hào)通路使血管靜止.同時(shí)，Ang-1誘導(dǎo)Tie2錨定于細(xì)胞內(nèi)基質(zhì)，優(yōu)先激活ERK1/2信號(hào)通路促進(jìn)血管的新生[51].在細(xì)胞-細(xì)胞接觸時(shí)，KLF2是Tie2誘導(dǎo)的促進(jìn)血管靜止的因素之一.Ang-1/Tie2介導(dǎo)的KLF2激活依賴于PI3K/Akt 途徑，可反過來激活MEF2的轉(zhuǎn)錄活性，即KLF2通過Ang-1/Tie2間接參與血管靜止與新生的調(diào)節(jié)[52].

來源骨髓的促血管生成細(xì)胞(proangiogenic cells，PACS)也稱為內(nèi)皮祖細(xì)胞(endothelial progenitor cells，EPCs)循環(huán)于血液中，能夠促進(jìn)血管新生.KLF2高表達(dá)時(shí)，在體外可使PACS 的數(shù)量增加60%，間接促進(jìn)血管新生；在體內(nèi)小鼠后肢缺血模型可提高老年小鼠的血管新生能力[53].

5.4 瓣膜發(fā)育

在脊椎動(dòng)物中，從房室管內(nèi)產(chǎn)生的心內(nèi)膜墊形成心臟瓣膜.心內(nèi)膜墊的形成過程開始于房室管的心內(nèi)膜細(xì)胞，結(jié)束于上皮向間質(zhì)的轉(zhuǎn)化(epithelial-to-mesenchymal transformation，EMT).心內(nèi)膜墊接著形成AV復(fù)合物，經(jīng)過進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成為功能瓣[54],表明KLF2在EMT中起重要作用的.

功能性瓣膜形成前，心房和心室之間存在順行和逆行血流.隨著成熟瓣膜的形成，順流才成為可能.逆行流量與心動(dòng)周期長(zhǎng)度比例的變化實(shí)驗(yàn)即所謂的反流分?jǐn)?shù)(retrograde flow fraction，RFF)表明降低RFF與斑馬魚瓣膜形成缺陷有關(guān)[55].在斑馬魚心臟房室管KLF2被逆流上調(diào)，相反,當(dāng)RFF降低時(shí)KLF2下調(diào).與在斑馬魚觀察到的RFF降低出現(xiàn)瓣膜缺陷類似，KLF2敲除也出現(xiàn)瓣膜缺陷，表明KLF2及其靶基因notch1b、bmp4、edn1和nrg1在血流依賴性瓣膜形成過程中的重要作用[55].

另外，KLF2可能參與心臟瓣膜形成的證據(jù)，一種稱為bungee的有缺陷心內(nèi)膜墊的斑馬魚突變體，其蛋白激酶2(protein kinase 2，pkd2)失活導(dǎo)致HDAC5磷酸化障礙.因此，HDAC5仍處于激活狀態(tài)，可結(jié)合到KLF2啟動(dòng)子，抑制房室區(qū)域KLF2的表達(dá)，從而降低notch1b，增加缺陷瓣膜的形成[56].

5.5 肺部發(fā)育

KLF2也被確定為正常肺發(fā)育所必需的因子.如KLF2基因敲除會(huì)導(dǎo)致胚胎致死, 對(duì)缺乏KLF2純合子胚胎干細(xì)胞的嵌合體小鼠進(jìn)行研究，確定其是否能夠產(chǎn)生正常肺組織，出生后存活的小鼠，其胚胎干細(xì)胞可發(fā)育為除了肺之外的所有主要器官.相反，對(duì)出生后死亡的小鼠進(jìn)行病理組織學(xué)觀察，小鼠肺發(fā)育異常，表明KLF2為正常肺發(fā)育所必需的因子[57-58].

綜上，KLF2不僅可維持血管穩(wěn)態(tài)而且在炎性動(dòng)脈粥樣硬化和抗動(dòng)脈粥樣硬化內(nèi)皮表型之間扮演了“分子開關(guān)”的角色，由于激活血管保護(hù)性程序和抑制內(nèi)皮致動(dòng)脈粥樣硬化轉(zhuǎn)錄過程.KLF2可能是通過介導(dǎo)淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)來發(fā)揮抗動(dòng)脈粥樣硬化作用.KLF2在胚胎和成人的生理和病理?xiàng)l件下的血管生成和血管新生過程中具有重要的作用，在胚胎心臟瓣膜形成中起著關(guān)鍵的作用.他汀類藥物的多效性通過KLF2發(fā)揮作用.研究KLF2表達(dá)與血管生理機(jī)制，在心血管疾病或癌癥的新療法方面具有重要意義.