IGFBP7,即胰岛素样生长因子结合蛋白7,是一种胰岛素样生长因子-1(IGF-1)的调节性结合蛋白,属于IGFBPs家族。IGFBPs在调节IGFs的生物活性、稳定性和分布中发挥着重要作用。IGFBP7在多种生理和病理过程中扮演着关键角色,包括细胞增殖、凋亡、炎症反应和肿瘤发生等。IGFBP7的表达水平及其功能状态与多种疾病的发生和发展密切相关,如心脏病、骨质疏松症、糖尿病、癌症和肾脏疾病等。
在心脏病领域,IGFBP7被认为是心脏功能紊乱的一个重要因子。心脏衰竭的研究表明,心脏压力超负荷会导致心脏内皮细胞(ECs)中IGFBP7表达上调,而心脏肌细胞(CMs)中的胰岛素信号和氧化磷酸化途径下调。IGFBP7的过表达会加剧心脏功能障碍,而IGFBP7的特异性删除和针对IGFBP7的疫苗疗法可以改善心脏功能[1]。
在免疫系统中,IGFBP7在T辅助细胞(Th)的分化中也发挥着重要作用。Th2细胞在哮喘等过敏性疾病中发挥着致病作用,而IGFBP7在Th2细胞中的表达上调,表明IGFBP7可能参与了过敏性疾病的发生发展[2]。
在妊娠领域,IGFBP7与妊娠期恶心呕吐(NVP)和妊娠剧吐(HG)的发生有关。研究发现,IGFBP7基因的常见变异与NVP和HG的发生相关,表明IGFBP7在妊娠相关疾病中可能发挥着重要作用[3]。
在骨关节炎(OA)中,IGFBP7-OT(IGFBP7的长非编码RNA)的表达上调与OA的进展相关。IGFBP7-OT通过上调IGFBP7的表达来促进OA的进展。IGFBP7-OT的过表达会抑制软骨细胞活力,促进软骨细胞凋亡,并降低细胞外基质成分,而IGFBP7-OT的敲低则具有相反的效果[4]。
在前列腺癌中,IGFBP7的启动子区过度甲基化导致IGFBP7表达下调。研究发现,IGFBP7在前列腺癌细胞系和组织标本中的表达下调,且与DNA甲基化相关。IGFBP7的甲基化可能成为前列腺癌和癌前病变的潜在生物标志物[5]。
在肌肉疾病中,运动通过IGFBP7-Akt-mTOR轴保护肌肉卫星细胞(SCs)免受疲劳。研究发现,运动会导致肌肉肥大和肌肉再生改善,同时抑制SCs中的Akt-mTOR通路,从而维持SCs的“有限激活状态”,防止SCs疲劳[6]。
在甲状腺癌中,IGFBP7的表达下调与甲状腺癌的发生发展相关。IGFBP7的表达下调会导致细胞增殖、迁移、无锚定生长和肿瘤形成能力增强。IGFBP7的表达下调可能与DNA甲基化和p53信号通路相关[7]。
在肺癌中,IGFBP7的表达下调与DNA甲基化相关。IGFBP7的表达下调会导致细胞增殖、迁移、无锚定生长和肿瘤形成能力增强。IGFBP7的表达下调可能与DNA甲基化和p53信号通路相关[8]。
在急性肾损伤(AKI)中,尿液中IGFBP7和TIMP-2的表达水平被认为是AKI的潜在生物标志物。研究发现,尿液中IGFBP7和TIMP-2的表达水平与尿液中IGFBP7和TIMP-2的基因表达水平无相关性,表明尿液中IGFBP7和TIMP-2的来源可能与尿液中细胞成分不同[9]。
在急性肺损伤(ALI)的恢复阶段,IGFBP7促进内皮细胞修复。研究发现,IGFBP7促进内皮细胞增殖相关基因的表达和细胞数量增加。IGFBP7通过促进FOS磷酸化和YAP1的表达来促进内皮细胞增殖[10]。
综上所述,IGFBP7在多种生理和病理过程中发挥着重要作用。IGFBP7的表达水平和功能状态与心脏病、免疫系统疾病、妊娠相关疾病、骨关节炎、癌症和肾脏疾病等密切相关。IGFBP7的研究有助于深入理解IGFBPs家族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. Katoh, Manami, Nomura, Seitaro, Yamada, Shintaro, Aburatani, Hiroyuki, Komuro, Issei. 2024. Vaccine Therapy for Heart Failure Targeting the Inflammatory Cytokine Igfbp7. In Circulation, 150, 374-389. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.123.064719. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38991046/
2. Tibbitt, Christopher Andrew, Stark, Julian Mario, Martens, Liesbet, Saeys, Yvan, Coquet, Jonathan Marie. 2019. Single-Cell RNA Sequencing of the T Helper Cell Response to House Dust Mites Defines a Distinct Gene Expression Signature in Airway Th2 Cells. In Immunity, 51, 169-184.e5. doi:10.1016/j.immuni.2019.05.014. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31231035/
3. Fejzo, Marlena S, Trovik, Jone, Grooten, Iris J, Painter, Rebecca C, Mullin, Patrick M. 2019. Nausea and vomiting of pregnancy and hyperemesis gravidarum. In Nature reviews. Disease primers, 5, 62. doi:10.1038/s41572-019-0110-3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31515515/
4. Tang, Yuting, Hong, Fangling, Ding, Siyang, Jin, Yucui, Ma, Changyan. 2023. METTL3-mediated m6A modification of IGFBP7-OT promotes osteoarthritis progression by regulating the DNMT1/DNMT3a-IGFBP7 axis. In Cell reports, 42, 112589. doi:10.1016/j.celrep.2023.112589. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37270777/
5. Sullivan, Linda, Murphy, Therese M, Barrett, Ciara, Lynch, Thomas, Perry, Antoinette S. 2012. IGFBP7 promoter methylation and gene expression analysis in prostate cancer. In The Journal of urology, 188, 1354-60. doi:10.1016/j.juro.2012.06.002. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22906661/
6. Chen, Zhe, Li, Lei, Wu, Weiru, Hou, Yu, Song, Guanbin. 2020. Exercise protects proliferative muscle satellite cells against exhaustion via the Igfbp7-Akt-mTOR axis. In Theranostics, 10, 6448-6466. doi:10.7150/thno.43577. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32483463/
7. Vizioli, M G, Sensi, M, Miranda, C, Pierotti, M A, Greco, A. 2010. IGFBP7: an oncosuppressor gene in thyroid carcinogenesis. In Oncogene, 29, 3835-44. doi:10.1038/onc.2010.136. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20440262/
8. Chen, Yuan, Cui, Tiantian, Knösel, Thomas, Zöller, Kristin, Petersen, Iver. 2010. IGFBP7 is a p53 target gene inactivated in human lung cancer by DNA hypermethylation. In Lung cancer (Amsterdam, Netherlands), 73, 38-44. doi:10.1016/j.lungcan.2010.10.015. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21095038/
9. Knafl, Daniela, Müller, Markus, Pajenda, Sahra, Hecking, Manfred, Wagner, Ludwig. 2017. The urine biomarker panel [IGFBP7]x[TIMP-2] (NephroCheck® parameter) does not correlate with IGFBP7 and TIMP-2 gene expression in urinary sediment. In PloS one, 12, e0188316. doi:10.1371/journal.pone.0188316. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29145491/
10. He, Rui, Feng, Bo, Zhang, Yuezhou, Wang, Daoxing, Yu, Linchao. . IGFBP7 promotes endothelial cell repair in the recovery phase of acute lung injury. In Clinical science (London, England : 1979), 138, 797-815. doi:10.1042/CS20240179. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38840498/