Mcrip1(MAPK regulated corepressor interacting protein 1),也称为MCRIP1,是一种在基因表达调控中发挥关键作用的蛋白质。它通过影响表观遗传调控机制,参与多种生物学过程,包括组织特异性基因表达、细胞分化和疾病发生。Mcrip1通过与CtBP(C-terminal binding protein)转录共抑制因子相互作用,调节基因的转录活性。CtBP是一个重要的转录调控因子,通过与DNA结合蛋白相互作用,招募共抑制复合物,从而抑制基因表达。Mcrip1通过干扰CtBP与转录抑制因子的相互作用,防止CtBP介导的表观遗传基因沉默,维持基因的活性状态。
Mcrip1在多种生物学过程中发挥重要作用。在肺组织中,Mcrip1促进肺泡表面活性蛋白B(SP-B)和C(SP-C)的表达。SP-B和SP-C是肺泡上皮细胞合成的特异性基因产物,它们在维持肺泡功能中起着关键作用,防止肺泡塌陷。研究发现,Mcrip1的缺乏会导致小鼠出现致命的呼吸窘迫,这是由于SP-B和SP-C的转录受到异常抑制。Mcrip1通过与肺富集的转录抑制因子Foxp1和Foxp2的相互作用,防止CtBP共抑制复合物在SP-B和SP-C启动子区域的招募,从而维持这些基因的活性状态[1]。
在细胞分化的过程中,Mcrip1还参与上皮-间质转化(EMT)。EMT是细胞从上皮细胞向间质细胞转化的过程,与组织发育和疾病发生密切相关。研究发现,Mcrip1作为ERK信号通路的底物,介导ERK诱导的基因沉默。ERK信号通路不仅上调生长促进基因,还下调抗增殖和肿瘤抑制基因。Mcrip1通过与CtBP相互作用,调节CtBP介导的基因沉默。当ERK磷酸化Mcrip1时,Mcrip1从CtBP上解离,使得CtBP能够与DNA结合蛋白ZEB1相互作用。这样,CtBP共抑制复合物被招募到E-钙黏蛋白基因的启动子上,通过诱导染色质修饰,沉默该基因的表达[2]。
此外,Mcrip1还与肠道微生物群和结肠炎症相关。研究发现,粪菌移植(FMT)通过调节Toll样受体4(TLR4)信号通路,减轻实验性结肠炎。FMT调节TLR4信号通路,影响肠道微生物群的组成和基因表达,从而减轻结肠炎症。研究发现,Mcrip1与肠道微生物群中的Akkermansia丰度相关。在TLR4敲除小鼠中,FMT无法抑制结肠炎的发生,这与Akkermansia丰度的降低有关。基因本体分析显示,Mcrip1与细胞质翻译和细胞对DNA损伤刺激的反应等生物学过程相关[3]。
在肺血管疾病中,Mcrip1也发挥着重要作用。研究发现,剪切应力显著改变人肺内皮细胞对缺氧的蛋白质组反应。在生理性剪切应力条件下,Mcrip1的表达受到缺氧的影响。此外,研究发现,Mcrip1的mRNA表达在COPD患者的肺泡内皮细胞中发生变化。这些研究表明,Mcrip1在肺血管疾病的发生发展中起着重要作用[4]。
综上所述,Mcrip1是一种重要的转录调控因子,通过影响表观遗传调控机制,参与多种生物学过程。Mcrip1在肺组织、细胞分化、肠道微生物群和肺血管疾病中发挥重要作用。研究Mcrip1有助于深入理解表观遗传调控的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Weng, Jane S, Nakamura, Takanori, Moriizumi, Hisashi, Yao, Ryoji, Takekawa, Mutsuhiro. 2019. MCRIP1 promotes the expression of lung-surfactant proteins in mice by disrupting CtBP-mediated epigenetic gene silencing. In Communications biology, 2, 227. doi:10.1038/s42003-019-0478-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31240265/
2. Ichikawa, Kenji, Kubota, Yuji, Nakamura, Takanori, Saito, Haruo, Takekawa, Mutsuhiro. 2015. MCRIP1, an ERK substrate, mediates ERK-induced gene silencing during epithelial-mesenchymal transition by regulating the co-repressor CtBP. In Molecular cell, 58, 35-46. doi:10.1016/j.molcel.2015.01.023. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25728771/
3. Wen, Xin, Xie, Rui, Wang, Hong-Gang, Zhang, Meng-Hui, Yang, Xiao-Zhong. . Fecal microbiota transplantation alleviates experimental colitis through the Toll-like receptor 4 signaling pathway. In World journal of gastroenterology, 29, 4657-4670. doi:10.3748/wjg.v29.i30.4657. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37662857/
4. Kostyunina, Daria S, Rowan, Simon C, Pakhomov, Nikolai V, O'Rourke, Malachy J, McLoughlin, Paul. . Shear Stress Markedly Alters the Proteomic Response to Hypoxia in Human Pulmonary Endothelial Cells. In American journal of respiratory cell and molecular biology, 68, 551-565. doi:10.1165/rcmb.2022-0340OC. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36730645/