内皮 KRUPPEL 样锌指蛋白

希尔兹等人（1996）克隆了一种小鼠 cDNA，他们将其命名为富含肠道的 Kruppel 样因子（Gklf），它编码 Kruppel 转录因子家族的成员。免疫荧光显示 Gklf 定位于细胞核，在生长停滞的细胞中含量最高。希尔兹等人（1996）发现小鼠 Gklf mRNA 在结肠中最丰富，也在睾丸、肺和小肠中表达。

加勒特-辛哈等人（1996）发现了一种新的锌指蛋白，其 mRNA 在新生小鼠的皮肤表皮层和舌、腭、食道、胃和结肠的上皮细胞中高水平表达。他们将蛋白质 EZF 命名为“上皮锌指”。

通过使用编码 EKLF（KLF1; 600599 ）的 C 末端锌指区域的 cDNA 筛选人脐静脉内皮细胞 cDNA 文库， Yet 等人（1998）分离出编码 KLF4 的 cDNA，他们称之为 EZF。预测的 470 个氨基酸的 KLF4 蛋白具有富含脯氨酸和丝氨酸的 N 末端，并且在 C 末端包含 3 个 C2H2 Kruppel 型锌指。KLF4 还包含潜在的核定位信号。人类 KLF4 蛋白与小鼠 Ezf 具有 91% 的序列同一性。Northern印迹分析在人脐静脉内皮细胞和人主动脉内皮细胞的RNA中检测到3.5-kb KLF4转录本。

▼ 基因功能

然而等（1998）在凝胶迁移率变动分析中 发现重组 KLF4 与含有 β-珠蛋白基因（ 141900 ） 的 CACCC 位点的探针特异性结合。

希尔兹等人（1996）发现将小鼠 Gklf 转染到 COS-1 细胞中会抑制 DNA 合成。

然而等（1998）发现，与作为转录激活因子的 EKLF 家族的其他成员相比，KLF4 在瞬时转染研究中起到转录抑制因子的作用。作者确定了 KLF4 中的抑制域和激活域。

王等人（2004）发现 Klf4 和 Upar（PLAUR; 173391 ） 主要在小鼠结肠隐窝的腔表面上皮细胞中表达。与野生型小鼠相比，来自 Klf4-null 小鼠的结肠细胞显示 Upar 蛋白显着减少。相反，人结肠癌细胞中 KLF4 的表达增加了 UPAR 蛋白和 mRNA 的量。迁移率变化实验和染色质免疫沉淀表明 KLF4 结合了 UPAR 启动子的多个区域。

通过逆转录病毒介导的 4 种转录因子 Oct3/4（ 164177 ）、Sox2（ 184429 ）、c-Myc（ 190080 ） 和 Klf4 的引入，以及随后对 Fbx15 的选择，可以从小鼠成纤维细胞中产生诱导多能干（iPS） 细胞（ 609093 ） 表达式（高桥和山中，2006 年）。这些 iPS 细胞，以下称为 Fbx15 iPS 细胞，在形态、增殖和畸胎瘤形成方面与胚胎干（ES） 细胞相似；然而，它们在基因表达和 DNA 甲基化模式方面是不同的，并且不能产生成体嵌合体。冲田等人（2007）表明 Nanog（ 607937） 表达导致具有生殖系能力的 iPS 细胞与 Fbx15 iPS 细胞相比具有增加的 ES 细胞样基因表达和 DNA 甲基化模式。这 4 个转基因在 Nanog iPS 细胞中被强烈沉默。冲田等人（2007）从 7 个 Nanog iPS 细胞克隆中获得了成年嵌合体，其中一个克隆通过种系传递给下一代。大约 20% 的后代因 c-Myc 转基因的重新激活而发展出肿瘤。冲田等人（2007）得出结论，可以从成纤维细胞中获得能胜任种系嵌合体的 iPS 细胞，但临床应用中应避免逆转录病毒引入 c-Myc。

韦尼格等人（2007）孤立证明转录因子 Oct4、Sox2、c-Myc 和 Klf4 可以诱导体细胞基因组表观遗传重编程为胚胎多能状态。

Good 和 Tangye（2007）使用微阵列分析表明，与记忆 B 细胞相比，幼稚脾 B 细胞表达更高水平的转录因子 KLF4、KLF9（ 602902 ） 和 PZLF（ZBTB16; 176797 ）。通过 CD40（ 109535 ） 和 B 细胞受体激活幼稚 B 细胞可下调这些细胞静止相关转录因子的表达。记忆 B 细胞中 KLF4、KLF9 和 PZLF 的过表达延迟了它们进入细胞分裂和增殖的过程。好和堂爷（2007）得出的结论是，记忆 B 细胞经历了一个重新布线过程，与幼稚 B 细胞相比，该过程导致激活阈值显着降低，从而使它们能够更快地进入分裂，分化成分泌 Ig 的浆细胞，并更快地产生抗体。

使用 Oct4、Sox2、Klf4 和 Myc，Park 等人（2008）从胎儿、新生儿和成人原代细胞中提取 iPS 细胞，包括从健康研究对象的皮肤活检中分离的真皮成纤维细胞。人类 iPS 细胞在形态和基因表达以及在免疫缺陷小鼠中形成畸胎瘤的能力上类似于胚胎干细胞。公园等人（2008）得出结论，确定的因素可以将人类细胞重新编程为多能性，他们建立了一种方法，可以在培养中建立患者特异性细胞。

金等人（2008）表明成年小鼠神经干细胞比胚胎干细胞表达更高的内源性 Sox2 和 c-Myc 水平，并且外源性 Oct4 与 Klf4 或 c-Myc 足以从神经干细胞中产生诱导多能干（iPS） 细胞细胞。这些 2 因子 iPS 细胞在分子水平上类似于胚胎干细胞，有助于生殖系的发育，并形成嵌合体。金等人（2008）提出，在诱导多能性时，当使用内源性表达适当水平的补充因子的体细胞时，可以减少重编程因子的数量。

Stadtfeld 等人（2008）通过使用瞬时表达 Oct4、Sox2、Klf4 和 c-Myc 的非整合性腺病毒，从成纤维细胞和肝细胞中生成小鼠 iPS 细胞。这些腺病毒 iPS 细胞表现出重编程细胞的 DNA 去甲基化特征，表达内源性多能性基因，形成畸胎瘤，并在嵌合小鼠中形成多种组织，包括生殖细胞系。Stadtfeld 等人（2008）得出结论，他们的结果提供了强有力的证据，表明插入诱变不是体外重编程所必需的。

冲田等人（2008）孤立报道了没有病毒载体的小鼠 iPS 细胞的产生。将 2 个表达质粒重复转染到小鼠胚胎成纤维细胞中，一个包含 Oct3/4（ 164177 ）、Sox2（ 184429 ） 和 Klf4 的 cDNA，另一个包含 c-Myc（ 190080 ） cDNA，导致 iPS 细胞没有质粒整合，当移植到小鼠体内时会产生畸胎瘤并形成成年嵌合体。冲田等人（2008 年）得出结论，生产无病毒 iPS 细胞（尽管来自胚胎成纤维细胞）解决了 iPS 细胞在再生医学中潜在用途的关键安全问题。

丹羽等人（2009）表明 2 个 LIF（ 159540 ） 信号通路各自连接到通过不同转录因子维持多能性所需的核心电路。在小鼠胚胎干细胞中，Klf4 主要由 Jak-Stat3 途径激活并优先激活 Sox2，而 Tbx3（ 601621 ） 优先由 phosphatidylinositol-3-OH 激酶-Akt 和丝裂原活化蛋白激酶途径调节并主要刺激 Nanog（ 607937）。在没有 Lif 的情况下，Klf4 或 Tbx3 的人工表达足以维持多能性，同时维持 Oct3/4 的表达。值得注意的是，在没有 Klf4 和 Tbx3 活性的情况下，Nanog 的过表达支持小鼠胚胎干细胞的 Lif 孤立自我更新。因此，Niwa 等人（2009）得出结论，KLF4 和 TBX3 参与了向核心电路介导 LIF 信号传导，但与多能性的维持没有直接关系，因为胚胎干细胞在特定情况下保持多能性而没有表达。

摩尔等人（2009）筛选了视网膜神经节细胞（RGC） 中发育调节的基因，并将 KLF4 鉴定为 RGC 和其他中枢神经系统（CNS） 神经元中轴突生长的转录抑制因子。缺乏 KLF4 的 RGC 在体外和体内视神经损伤后均显示轴突生长增加。相关的 KLF 家族成员在不同程度上抑制或增强了轴突的生长，并且一些生长抑制 KLF 在出生后上调，而生长增强 KLF 则下调。KLF4 或 KLF9（ 602902 ） 的共表达在体外阻断了 KLF6（ 602053 ） 或 KLF7（ 604865 ）的生长促进作用。因此，摩尔等人（2009）得出结论，不同KLF的协调活动调节CNS神经元的再生能力。

汉娜等人（2009）证明 Oct4、Sox2、Klf4 和 Myc 转录因子的重编程是一个连续的随机过程，其中几乎所有小鼠供体细胞最终都会在持续生长和转录因子表达的情况下产生 iPS 细胞。额外抑制 p53（ 191170 ）/p21（ 116899 ） 通路或 Lin28（ 611043 ） 过表达） 增加细胞分裂率并导致 iPS 细胞形成的加速动力学与细胞增殖的增加成正比。相比之下，Nanog 过表达主要以不依赖于细胞分裂速率的方式加速重编程。定量分析定义了不同的细胞分裂速率依赖性和非依赖性模式，用于加速重编程的随机过程，并表明细胞分裂的数量是推动表观遗传重编程为多能性的关键参数。

Lebson 等人使用骨髓嵌合体 Klf -/- 小鼠和流式细胞仪分析（2010）发现 Klf4 是 Th17 细胞发育和 Il17（ 603149 ） 生产所必需的。染色质免疫沉淀分析显示 Klf4 与 Il17 启动子结合。野生型和 Klf4 -/- T 细胞在 Th17 极化期间类似地上调 Rorgt（602943） 的表达，表明这两种转录因子是孤立调节的。Klf4 -/- 小鼠的 T 细胞过继转移不会导致实验性自身免疫性脑脊髓炎的发展。莱布森等人（2010）得出结论，KLF4 在 Th17 细胞分化中起作用。

霍夫迈尔等人（2012）报道了 Wnt/β-连环蛋白（ 116806 ） 信号与端粒酶亚基 Tert（ 187270 ） 表达之间的分子联系。β-连环蛋白缺陷小鼠胚胎干（ES） 细胞的端粒较短；相反，表达激活形式的 β-连环蛋白（β-连环蛋白（δEx3/+）） 的 ES 细胞具有长端粒。霍夫迈尔等人（2012）表明，β-连环蛋白通过与多能转录网络的核心组件 Klf4 的相互作用来调节 Tert 表达。β-连环蛋白与小鼠肠道肿瘤模型和人类癌细胞中的 Tert 启动子结合。霍夫迈尔等人（2012）揭示了干细胞和致癌潜力之间的未知联系，其中 β-连环蛋白调节 Tert 表达，从而调节端粒长度，这可能对人类再生治疗和癌症至关重要。

赖斯等人（2013）表明耗尽 MBD3（ 603573 ），MBD3/NURD（核小体重塑和去乙酰化）抑制复合物的核心成员，连同 OSKM（OCT4、SOX2、KLF4 和 MYC）在幼稚的多能性促进条件下转导和重编程，导致确定性和同步的 iPS 细胞重编程（小鼠和人类细胞在 7 天内的效率接近 100%）。赖斯等人（2013）表示他们的发现揭示了重编程因子的二分分子功能，用于重新激活内源性多能网络，同时直接招募有效抑制 OSKM 下游靶基因重新激活的 MBD3/NURD 阻遏复合物。随后，后一种相互作用在体内早期植入前发育过程中大量消耗，导致在体外向多能性的随机和长期重编程轨迹。赖斯等人（2013 年）得出结论，他们的确定性重编程方法为剖析分子动力学提供了一个新平台，从而以前所未有的灵活性和分辨率建立多能性。

▼ 测绘

通过辐射混合映射，Yet 等人（1998）将 KLF4 基因定位到染色体 9q31。

加勒特-辛哈等人（1996）将小鼠 Ezf（Klf4） 基因定位到 4 号染色体，与硫氧还蛋白基因（ 187700 ）非常接近。

▼ 动物模型

表皮位于身体和环境的交界处，必须保护身体免受有毒物质和脱水，并保护自己免受物理和机械压力。在出生前和表皮分化的最后阶段获得，皮肤的蛋白质/脂质屏障形成了保护动物免受微生物感染和脱水所必需的表面密封。塞格雷等人（1999）表明在表皮的分化层中高度表达的 Kruppel 样因子 4 对屏障获取至关重要和选择性。Klf4 -/- 小鼠在出生后不久由于皮肤屏障功能的丧失而死亡，这是通过外部染料的渗透和体液的快速流失来衡量的。将 Klf4 -/- 皮肤移植到裸鼠上并没有纠正该缺陷。屏障的丧失发生在对机械完整性至关重要的众所周知的表皮结构特征没有形态学或生化改变的情况下。相反，晚期分化结构受到选择性干扰，包括角化包膜，可能是脂质组织的支架。Segre 等人使用抑制杂交（1999）鉴定了 3 个编码角化包膜蛋白的转录本，在没有 Klf4 的情况下表达改变。Sprr2a（ 182267 ） 就是其中之一，这是唯一一个已知其启动子具有功能性 Klf4 结合位点的表皮基因。这些研究为屏障功能的转录调控提供了新的见解，并为解开协调这一重要过程的分子事件铺平了道路。

Djalilian 等人（2006）发现新生 Klf4 -/- 小鼠皮肤中的连接蛋白 26（CX26; GJB2; 121011 ） 显着上调。Cx26 的异位表达表明，Cx26 的下调是发育过程中获得屏障所必需的。

帕特尔等人（2006）表明 Klf4 和皮质类固醇治疗协同加速了小鼠皮肤中的屏障获取。转录分析显示，在表皮发育的关键窗口期间，由皮质类固醇和 Klf4 调节的基因显着重叠，并且 Klf4 激活了这些基因的重要子集的近端启动子。