缺氧诱导因子 3，α 亚基； HIF3A

HIF3-α
抑制性 PAS 结构域蛋白；IPAS

HGNC 批准的基因符号：HIF3A

细胞遗传学位置：19q13.32 基因组坐标（GRCh38）：19:46,297,041-46,343,432（来自 NCBI）

▼ 描述

缺氧诱导因子（HIF）是异二聚体转录因子，可调节对低氧张力的适应性反应。HIF 由 α 亚基（如 HIF3A）和 β 亚基组成，两者均属于含有碱性螺旋-环-螺旋（bHLH）和 PER（参见 PER1；602260）-ARNT（126110）-SIM（参见 SIM1；603128）（PAS）结构域的蛋白质超家族（Hara 等，2001）。

▼ 克隆和表达

Hara 等人通过使用小鼠 Hif3a 作为查询来搜索 EST 数据库，然后对肾脏 cDNA 文库进行 PCR（2001）克隆了HIF3A。推导的 668 个氨基酸的蛋白质包含一个 bHLH 结构域和一个 PAS 结构域，其 N 端一半有 PAS-A 和 PAS-B 区域，C 端一半有一个 N 端反式激活结构域（NAD），但它缺少 HIF1A（603348）和 HIF1B（ARNT）中发现的 C 端反式激活结构域（CAD）。免疫组织化学分析揭示了人肾远端肾小管中 HIF3A 的表达。

通过筛选数据库中含有氧依赖性降解域（ODD）的蛋白质，Maynard 等人（2003）鉴定了 6 个选择性剪接的 HIF3A 变体，他们将其命名为 HIF3A1 至 HIF3A6。HIF3A1 是 Hara 等人报道的全长蛋白（2001）。在其 N 端一半中，HIF3A1 具有紧跟在 PAS-B 结构域之后的 PAS 相关 C 端（PAC）结构域。在其 C 端一半，它有一个 ODD（包括 NAD）和一个 HIF1A、HIF1B 或任何其他 HIF3A 剪接变体中不存在的亮氨酸拉链（LZIP）结构域。HIF3A1 还具有 2 个 LxxLL 蛋白质-蛋白质相互作用基序，一个位于 ODD 上游，另一个位于 LZIP 结构域上游。推导的 632 个氨基酸的 HIF3A2 蛋白缺少 HIF3A1 中发现的更多 C 端 LxxLL 基序和 C 端 LZIP。其他 HIF3A 变体缺乏 HIF3A1 中发现的不同结构域和基序。Northern 印迹分析检测到 7.5、7.0、3.0 和 1.5 kb HIF3A 转录物的组织特异性表达。心脏、胎盘和骨骼肌中的表达最强，而肺、肝脏和肾脏中的表达较弱。

通过 PCR，Maynard 等人（2005）从人类小脑 cDNA 文库中克隆了 HIF3A4 变体。推导的 363 个氨基酸的蛋白质包含 N 端 bHLH 结构域以及 PAS-A 和 PAS-B 结构域。

牧野等人（2001）克隆了小鼠 Hif3a，他们将其称为 Ipas。推导的 307 个氨基酸的 Ipas 蛋白包含 N 端 bHLH 结构域，随后是 PAS-A 和 PAS-B 结构域，但缺乏反式激活结构域。Northern 印迹分析检测到 Ipas 在眼睛中表达显着，而在小脑和大脑中表达水平较低。原位杂交显示 Ipas 在角膜上皮细胞层中表达强烈，而在几种视网膜细胞类型中表达较弱。在小脑中，Ipas 表达仅限于浦肯野细胞层。荧光标记的 Ipa 在常氧和缺氧条件下均显示出主要的核定位。

▼ 基因功能

Hara 等人（2001）发现缺氧增加了转染的 COS-7 细胞中 HIF1A 和 HIF2A 的蛋白水平，而 HIF3A 的水平不受影响。HIF3A 未能上调缺氧反应元件（HRE）的转录，而人肾细胞癌细胞系中 HIF3A 的过度表达会减少 HRE 驱动的转录。此外，HIF3A 的转染抑制了 HIF1A 和 HIF2A 介导的基因表达以及外源反应元件驱动的基因表达。

牧野等人（2001）发现在缺氧条件下，HeLa 细胞中小鼠 Ipa 的表达下调了由 HRE 驱动的报告基因的表达。Ipas 共表达以剂量依赖性方式削弱了转染 Hif1a 报告基因的缺氧依赖性激活。Ipas 直接与 Hif1a 相互作用，并且 Ipas-Hif1a 复合物不与 HRE 探针结合。Ipas 还会干扰 Hif1a-Arnt 异二聚体结合 HRE 的能力。Ipas 反义寡核苷酸下调 Ipas 表达可诱导小鼠角膜正常氧条件下的血管生成，并诱导缺氧角膜细胞中的 Vegf（192240）基因表达。由于角膜缺氧通常是在睡眠期间闭眼引起的，Makino 等人。

通过免疫沉淀，Maynard 等人（2005）发现 HIF3A4 在人胚胎肾细胞中共表达后与 HIF1A 结合。HIF3A4 还与异位表达或内源性 ARNT 共沉淀。HIF1A-ARNT 复合物在体外与 HRE 结合，但 HIF3A4-ARNT 复合物却没有。添加 HIF3A4 以剂量依赖性方式抑制 HIF1A-ARNT 与 HRE 的结合。HIF3A4 在体外抑制 HRE 驱动的转录，并在培养的人肾癌和骨肉瘤细胞中抑制缺氧反应基因的表达，例如 GLUT1（SLC2A1; 138140）和 VEGF。通过小干扰 RNA 敲低 HIF3A4 会增加缺氧诱导基因的转录。HIF3A4 本身的表达因缺氧而下调。

梅纳德等人（2003）发现 HIF3A1、HIF3A2 和 HIF3A3 在体外和体内均被包含 VHL（608537）的 E3 泛素连接酶复合物靶向泛素化。在存在脯氨酰羟化酶（参见 P4HA1；176710）的情况下，活性增强，并且依赖于 ODD 内的氧和脯氨酸。ODD 内的 2 个赖氨酸发生泛素化。

▼ 基因结构

Maynard 等人（2003）确定 HIF3A 基因跨度为 43 kb，包含 19 个外显子，其中包括 3 个选择性剪接的第一外显子。

▼

通过基因组序列分析进行绘图，Hara 等人。Maynard 等（2001）将 HIF3A 基因定位到 19 号染色体（2003）通过基因组序列分析将 HIF3A 基因定位到染色体 19q13.2。