ABCF1,也称为ATP-binding cassette subfamily F member 1,是一种属于ATP结合盒(ABC)转运蛋白家族的蛋白质。ABC转运蛋白是一类在所有生命领域(包括古细菌、细菌和真核生物)中普遍存在的蛋白质,它们通过ATP水解驱动分子跨膜运输。然而,ABCF1与其他ABC转运蛋白不同,它缺乏跨膜结构域,因此被认为在细胞内发挥功能。ABCF1在多种生物学过程中发挥作用,包括免疫调节、细胞分化、发育和基因表达。
ABCF1在免疫调节中发挥重要作用。研究表明,ABCF1在巨噬细胞极化中发挥调节作用,从而影响炎症反应和免疫应答。例如,一项研究发现,ABCF1通过其E2泛素连接酶活性控制脂多糖(LPS)-Toll样受体4(TLR4)介导的革兰氏阴性菌感染,通过靶向关键蛋白进行K63-多聚泛素化,从而调节TLR4内吞作用并调节巨噬细胞极化从M1到M2阶段。此外,ABCF1还调节败血症从炎症阶段到内毒素耐受阶段的转变,并调节免疫治疗介质SIRT1的细胞因子风暴和干扰素-β(IFN-β)依赖性产生,从而控制败血症引起的死亡率[1]。
ABCF1在发育过程中也发挥重要作用。一项研究发现,ABCF1在哺乳动物胚胎发生和发育中发挥调节作用。ABCF1在所有器官中都有表达,但在特定细胞类型中的表达水平不同。此外,ABCF1在囊胚和胚胎中观察到高启动子活性。因此,ABCF1的表达在胚胎发生中是必需的,并且在成人体内与活跃增殖和分化细胞类型的表达高度相关[2]。
ABCF1在人类气道上皮细胞中也发挥重要作用。研究表明,ABCF1在人类气道上皮细胞中作为dsDNA核酸传感器,调节CXCL10、干扰素-β的表达和下游I型干扰素反应。此外,ABCF1敲低与抗病毒反应相关基因的减弱相关,基因本体分析揭示了ABCF1与TLR信号传导的更大相互作用,表明ABCF1在人类气道上皮细胞中的先天免疫中具有多因素作用[3]。
ABCF1在癌症中也发挥重要作用。例如,一项研究发现,ABCF1在肝细胞癌(HCC)中高度表达,并促进化疗耐药性、上皮-间质转化(EMT)和癌症干细胞特性。ABCF1过表达增强了迁移、球体和集落形成以及EMT诱导,RNA测序分析揭示了HIF1α/IL8和Sox4作为ABCF1在HCC进展中的致癌作用的潜在介质。因此,ABCF1是HCC治疗的新型潜在治疗靶点[4]。
ABCF1还在胚胎干细胞中发挥重要作用。研究表明,ABCF1是OCT4/SOX2的关键共激活因子,对于干细胞自我更新至关重要。ABCF1的低复杂性结构域(LCD)介导与SOX2和共依赖共激活因子XPC和DKC1的多价相互作用,从而促进多能性基因的转录激活。当基因组完整性受损时,LCD驱动的转录因子-共激活因子相互作用可能会被破坏,因为ABCF1可能优先与DNA损伤产生的细胞内DNA片段结合而不是SOX2[5]。
ABCF1还参与mRNA的翻译。研究表明,ABCF1是m6A促进的翻译的关键介质。m6A是一种普遍存在于真核细胞RNA上的表观遗传修饰,参与调控RNA的稳定性和功能。ABCF1在应激和生理条件下促进m6A促进的翻译,并且ABCF1敏感的转录物与METTL3依赖性mRNA靶点大量重叠[6]。
综上所述,ABCF1是一种重要的蛋白质,在多种生物学过程中发挥作用,包括免疫调节、细胞分化、发育和基因表达。ABCF1在败血症、发育、气道上皮细胞、癌症和胚胎干细胞中都发挥重要作用。此外,ABCF1还参与mRNA的翻译。ABCF1的研究有助于深入理解其在各种生物学过程中的作用,并为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Arora, Hitesh, Wilcox, Sara Morgan, Johnson, Laura Alexandra, Welch, Ian, Jefferies, Wilfred Arthur. 2019. The ATP-Binding Cassette Gene ABCF1 Functions as an E2 Ubiquitin-Conjugating Enzyme Controlling Macrophage Polarization to Dampen Lethal Septic Shock. In Immunity, 50, 418-431.e6. doi:10.1016/j.immuni.2019.01.014. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30770245/
2. Wilcox, Sara M, Arora, Hitesh, Munro, Lonna, Hoodless, Pamela A, Jefferies, Wilfred A. 2017. The role of the innate immune response regulatory gene ABCF1 in mammalian embryogenesis and development. In PloS one, 12, e0175918. doi:10.1371/journal.pone.0175918. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28542262/
3. Cao, Quynh T, Aguiar, Jennifer A, Tremblay, Benjamin J-M, Doxey, Andrew C, Hirota, Jeremy A. 2020. ABCF1 Regulates dsDNA-induced Immune Responses in Human Airway Epithelial Cells. In Frontiers in cellular and infection microbiology, 10, 487. doi:10.3389/fcimb.2020.00487. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33042865/
4. Fung, Sze Wai, Cheung, Phyllis Fung-Yi, Yip, Chi Wai, Lo, Kwok Wai, Cheung, Siu Tim. 2019. The ATP-binding cassette transporter ABCF1 is a hepatic oncofetal protein that promotes chemoresistance, EMT and cancer stemness in hepatocellular carcinoma. In Cancer letters, 457, 98-109. doi:10.1016/j.canlet.2019.05.010. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31100412/
5. Choi, Eun-Bee, Vodnala, Munender, Zerbato, Madeleine, Ding, Lai, Fong, Yick W. 2021. ATP-binding cassette protein ABCF1 couples transcription and genome surveillance in embryonic stem cells through low-complexity domain. In Science advances, 7, eabk2775. doi:10.1126/sciadv.abk2775. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34714667/
6. Coots, Ryan A, Liu, Xiao-Min, Mao, Yuanhui, Zhang, Xingqian, Qian, Shu-Bing. 2017. m6A Facilitates eIF4F-Independent mRNA Translation. In Molecular cell, 68, 504-514.e7. doi:10.1016/j.molcel.2017.10.002. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29107534/