激活 T 细胞的核因子，细胞质，钙调磷酸酶依赖性 3； NFATC3

NFATX
NFAT4

HGNC 批准的基因符号：NFATC3

细胞遗传学位置：16q22.1 基因组坐标（GRCh38）：16:68,085,369-68,229,258（来自 NCBI）

▼ 描述

NFAT（活化 T 细胞核因子）蛋白是转录因子家族，最初被确定为响应 T 细胞抗原刺激而激活细胞因子基因的介质。NFAT 蛋白在免疫系统以外的细胞中也发挥着不同的作用。有关评论，请参见 Horsley 和 Pavlath（2002）。

▼ 克隆和表达

Hoey 等人（1995）分离出 NFAT 基因家族的 2 个成员 NFATC3 和 NFATC4（602699），它们编码的蛋白质与 NFATC1（600489）和 NFATC2（600490）具有 65% 的同一性，其内部的 290 个氨基酸结构域与 Rel 结构域有较远的相关性。4 个 NFAT 基因在不同的组织中转录，其中包括免疫系统之外的许多表达位点。Rel 同源结构域足以进行 DNA 识别以及与 AP1 的协同结合相互作用（参见 165160）。尽管 Rel 家族的其他成员以二聚体形式结合 DNA，但 NFAT 蛋白在溶液中是单体或与 DNA 结合。转染实验表明，4 种 NFAT 蛋白均可激活 T 细胞中的 IL2 启动子。

Masuda 等人通过使用从纯化蛋白设计的简并引物进行 PCR，然后筛选 Jurkat 人类 T 细胞 cDNA 文库（1995）克隆了 NFATC3，他们将其称为 NFATx。推导的 1,075 个氨基酸蛋白质的计算分子量约为 116 kD。NFATC3 包含一个重复 3 次的 N 端和富含脯氨酸的 SP 框基序，以及一个包含核定位信号的中央 Rel 同源结构域。Northern 印迹分析检测到 7.0-kb 转录物在胸腺中高水平表达，而在白细胞中表达较弱。长时间暴露后发现，睾丸、卵巢、脾脏、肌肉、肾脏、前列腺、小肠、结肠、胎盘、肺和肝脏中 NFATC3 表达较弱。在心脏、大脑或胰腺中没有检测到表达。纯化的 Jurkat T 细胞 NFATC3 的表观分子质量为 120 kD。

▼ 基因功能

NFAT 蛋白的激活由钙调神经磷酸酶（参见 114105）（钙调蛋白依赖性磷酸酶）控制。阿兰布鲁等人（1998）在 NFATC3 蛋白中发现了一个短的保守序列（残基 105-117），该序列将钙调神经磷酸酶靶向 NFAT。该序列中单个残基的突变会损害钙调神经磷酸酶介导的 NFAT1 去磷酸化和核转位。跨越该区域的肽抑制钙调磷酸酶结合 NFAT 蛋白并使其去磷酸化的能力，而不影响钙调磷酸酶针对其他底物的磷酸酶活性。当在细胞内表达时，相应的肽会抑制 NFAT 去磷酸化、核转位和 NFAT 介导的刺激反应表达。因此，

增田等人（1995）证明，当与纯化的 AP1 或重组 c-Fos（164810）和 c-Jun（165160）组合时，NFATC3 可以结合来自 interleukin-2（147680）启动子的 NFAT 结合位点。此外，当佛波酯和钙离子载体刺激时，NFATC3 会激活 COS-7 细胞中白细胞介素 2 启动子的转录。

幽门螺杆菌 CagA 阳性菌株将 CagA 注入宿主细胞，该蛋白质在宿主细胞中被酪氨酸磷酸化。酪氨酸磷酸化的 CagA 与 SHP2（PTPN11；176876）的磷酸酶活性结合并解除其活性，导致细胞形状拉长，称为“蜂鸟表型”。Yokoyama 等人使用 AGS 胃上皮细胞暴露于幽门螺杆菌 CagA 并进行微阵列分析（2005）表明CagA激活NFAT蛋白，主要是NFATC3，和NFAT依赖性蛋白，例如p21（CDKN1A；116899）。流式细胞术、免疫荧光显微镜和 EMSA 分析表明，CagA 表达导致 NFATC3 以磷脂酶 C-γ（参见 600220）和钙调神经磷酸酶依赖性方式从细胞质易位到细胞核。AGS 细胞暴露于另一种幽门螺杆菌毒力因子，即 VacA 空泡毒素，抵消了 CagA 诱导的 NFAT 激活，但不阻止蜂鸟表型的诱导。横山等人（2005）表明，NFAT 的放松管制，无论是积极的还是消极的，都可能导致细胞功能障碍，这是幽门螺杆菌感染引起的不同临床表现的基础。

萨达特等人（2007）表明幽门螺杆菌 CagA 与 PAR1/MARK 激酶特异性相互作用（参见 MARK2, 600526），后者在上皮细胞极性中具有重要作用。由于 PAR1 的多聚体性质，PAR1 还促进 CagA 多聚化，从而稳定 CagA-SHP2 相互作用。此外，CagA 激活的 SHP2 诱导蜂鸟表型需要同时 CagA 抑制 PAR1 激酶活性。因此，萨达特等人（2007）得出结论，CagA-PAR1 相互作用不仅引起连接和极性缺陷，而且还促进 CagA 的形态发生活性。

高等人（2009）发现神经嵴中缺乏钙调神经磷酸酶 B1（CNB1; 601302）的小鼠在雪旺细胞分化和髓鞘形成方面存在缺陷。添加到雪旺细胞前体中的神经调节蛋白（NRG1; 142445）会引发细胞质钙离子的增加，从而激活钙调神经磷酸酶和下游转录因子 Nfatc3 和 Nfatc4（602699）。Nfat 蛋白复合物的纯化表明，Sox10（602229）是 NFAT 核伴侣，并与 Nfatc4 协同激活 Krox20（129010），后者调节髓鞘形成所需的基因。高等人（2009）得出结论，钙调神经磷酸酶和 NFAT 对于神经调节蛋白和 ErbB（参见 131550）信号传导、神经嵴多样化和雪旺细胞分化至关重要。

林等人（2009）发现大鼠心肌细胞对异丙肾上腺素或醛固酮的肥大反应需要一条途径，其中包括钙调神经磷酸酶、Nfatc3、microRNA-23a（MIR23A; 607962）和 Murf1（RNF28; 606131）。Nfatc3 直接上调 Mir23a 的表达，并且升高的 Mir23a 水平通过与 Murf1 转录物的 3-prime UTR 结合来抑制 Murf1 mRNA 翻译。任何这些成分的敲低都会消除心肌细胞对醛固酮或异丙肾上腺素的肥大反应。

卡拉布里亚等人（2009）表明，所有 4 个 NFAT 家族成员，包括 Nfatc3，均在大鼠骨骼肌中表达。NFAT 蛋白响应质膜电活动在细胞核和细胞质之间穿梭，NFAT 蛋白的不同组合控制慢肌纤维或快肌纤维的特定转录。

▼ 测绘

国际辐射混合定位联盟将 NFATC3 基因定位到 16 号染色体（stST42737）。

通过 FISH，Masuda 等人（1995）将 NFATC3 基因对应到染色体 16q21-q22。

▼ 动物模型

格雷夫等人（2001）发现 Nfatc4 和 Nfatc3 基因均被破坏的小鼠在胚胎第 11 天（E11）左右死亡，其血管组装存在普遍缺陷，以及神经管和体节中的血管生长过度且杂乱。由于钙调磷酸酶被认为可以控制 NFATC 蛋白的核定位，因此作者在钙调磷酸酶 B 基因（601302）中引入了一个突变，该突变可阻止钙信号激活磷酸酶。这些钙调神经磷酸酶 B 突变小鼠表现出与 Nfatc3/Nfatc4 缺失小鼠相似的血管发育异常。格雷夫等人（2001）表明在 E7.5 和 E8.5 之间短暂需要钙调神经磷酸酶功能。他们得出的结论是，早期的钙调神经磷酸酶/NFAT 信号传导启动了血管和周围组织之间的后期串扰，从而形成了脉管系统。

伦加拉詹等人（2002）生成了 Nfatc2 和 Nfatc3 双敲除（DKO）小鼠。他们发现 Nfatc2 和 Nfatc3 对于决定前体 T 辅助细胞（Th）的命运至关重要。即使没有 IL4，DKO T 细胞也会本质上分化为 Th2 细胞因子分泌细胞（147780）。然而，用 IL12（161561）和抗 IL4 处理 DKO，使细胞成为分泌 γ-干扰素（IFNG；147570）的 Th1 淋巴细胞。此外，DKO 小鼠的细胞对 T 细胞受体（TCR；参见 186880）介导的激活高度反应，并且不需要辅助受体 CD28（186760）的参与即可增殖。

格雷夫等人（2003）发现缺乏钙调神经磷酸酶（参见 114105）-NFAT 信号传导的小鼠在轴突生长方面存在显着缺陷，但它们在神经元分化或存活方面几乎没有或没有缺陷。在体外，缺乏钙调神经磷酸酶功能或 Nfatc2、Nfatc3 和 Nfatc4 的感觉和连合神经元无法对神经营养素（参见 162010）或神经生长因子-1（601614）做出反应，并产生有效的轴突生长。神经营养素和神经蛋白刺激 Nfatc4 的钙调神经磷酸酶依赖性核定位，并激活培养的原代神经元中 NFAT 介导的基因转录。这些数据表明，这些胚胎轴突对生长因子做出反应并快速生长的能力需要这些因子激活钙调神经磷酸酶/NFAT 信号传导。作者提出，精确解析伸长、转动、

布什迪德等人（2003）检查了 Nfatc3 和 Nfatc4 双无效小鼠的胚胎心脏发育。E10.5后，小鼠表现出胚胎致死性，伴有心室变薄、心包积液和心室肌细胞增殖减少。心脏线粒体肿胀，嵴异常，表明代谢失败，但细胞凋亡的标志并不明显。心肌细胞呼吸链复合物II和IV的酶活性和线粒体氧化活性降低。NFAT 活性的恢复延长了胚胎至 E12 的活力，并保留了心室肌细胞增殖、致密区密度和小梁形成；心脏线粒体超微结构和复合物 II 酶活性也得到维持。布什迪德等人。

张等人（2004）表明，小鼠心脏瓣膜形态发生的启动需要 Cnb1、Nfatc2、Nfatc3 和 Nfatc4 来抑制预期瓣膜形成部位下方心肌中的 Vegf 表达。在小鼠 E9 处抑制 Vegf 对于心内膜细胞转化为间充质细胞至关重要。后来，在 E11，心内膜需要 Cnb1/Nfatc1 信号传导，邻近 NFAT 作用的早期心肌部位，以指导瓣膜伸长和细化。张等人（2004）得出结论，NFAT 信号在瓣膜形态发生场内从心肌到心内膜依次发挥作用，启动并维持胚胎瓣膜形成。他们发现这种机制也在斑马鱼中发挥作用，表明钙调神经磷酸酶/NFAT 信号在脊椎动物心脏瓣膜形态发生中发挥保守作用。

加洛等人（2007）证明，Cnb1（601302）或 Nfatc2/c3 缺陷的小鼠缺乏预选胸腺细胞群，这些细胞具有增强的激活丝裂原激活蛋白激酶（Raf-MEK-ERK）途径的能力，因此无法进行正选择。该缺陷可以通过组成型活性 Raf（164760）部分修复，表明钙调神经磷酸酶控制 MAPK 信号传导。对 Bim（603827）和 Cnb1 缺陷的小鼠的分析表明，钙调神经磷酸酶诱导的 ERK 敏化是响应“弱”正选择信号而不是响应“强”负选择信号（通常诱导细胞凋亡）的分化所必需的。加洛等人（2007）得出结论，早期钙调神经磷酸酶/NFAT 信号传导会产生 ERK 超敏反应的发育期，

马等人（2014）发现小鼠中弓形虫 Gra6 蛋白的过度表达导致 Nat4 的 Camlg（601118）依赖性激活。缺乏 Gra6 的弓形虫寄生虫在局部感染中未能表现出完全的毒力，并且用 Nfat 抑制剂治疗野生型小鼠也减轻了寄生虫的毒力。缺乏 Nfat4 的小鼠表现出更长的生存期、感染部位的 Cd11b（ITGAM; 120980）阳性/Ly6g 阳性细胞募集减少，以及 Cxcl2（139110）和 Ccl2（158105）等趋化因子表达受损。马等人（2014）得出结论，Gra6 依赖性 NFAT4 激活是操纵宿主免疫反应和最大寄生虫毒力所必需的。