激肽释放酶相关肽酶 3； KLK3

激肽释放酶3
前列腺特异性抗原； APS
前列腺特异性抗原; PSA

HGNC 批准的基因符号：KLK3

细胞遗传学位置：19q13.33 基因组坐标（GRCh38）：19:50,854,915-50,860,764（来自 NCBI）

▼ 说明

人前列腺特异性抗原（APS）是精浆中存在的一种激肽释放酶样蛋白酶。它是一种单链糖蛋白，分子量约为33 kD，可在精浆液化中正常发挥作用。该抗原血清水平的放射免疫测定（临床上称为 PSA）可用于前列腺癌的诊断和监测（Stamey 等，1987；Oesterling 等，1988）。

▼ 克隆与表达

Lundwall 和 Lilja（1987） 克隆了 APS 对应的 cDNA，Schulz 等人（1988） 报道了包含未成熟人前列腺特异性抗原和未剪接前导序列的 cDNA 完整序列。

里格曼等人（1989） 使用 APS cDNA 片段作为杂交探针，从人类基因组 DNA 文库中分离出编码 APS 蛋白的克隆。变体 APS cDNA 可以通过内含子保留和初级转录物的选择性剪接来解释。

甘等人（2000）报道全长KLK3蛋白含有261个氨基酸。它具有一个假定的信号肽，随后是一个短激活肽和蛋白酶结构域，其中包括 his65、asp120 和 ser213 催化三联体。 35 个成人和胎儿组织的 RT-PCR 检测到前列腺中表达最高。在结肠、乳腺和腮腺中表达较弱，在其他检查组织中几乎没有检测到表达。

通过在数据库中搜索前列腺特异性转录本，David 等人（2002） 鉴定了一种选择性剪接的 KLK3 转录本，他们将其称为 PSA 连接分子（PSALM），源于使用内含子 1 内的备用供体位点。该转录本包含内含子 1 与外显子 1 连接的序列。推导的蛋白质含有 104 个氨基酸，计算分子量为 11 kD。 PSALM仅与原始PSA蛋白共享N端15个氨基酸的信号肽；成熟的蛋白质没有表现出相似性。然而，PSALM 与 David 等人的类似 KLK2（147960） 剪接变体具有 32% 的氨基酸同一性（2002） 指定为荷航。两种变体都富含脯氨酸和丝氨酸/苏氨酸残基。在通过 RT-PCR 检查的 12 个组织中，只有前列腺和前列腺来源的细胞系 LNCaP 表达 PSALM。 Northern 印迹分析检测到包含内含子 1 的 3.0、5.0 和 6.5 kb 转录本。前列腺切片的原位杂交表明PSALM转录物在前列腺小管的分泌性上皮细胞中表达。 PSALM 由转染的 LNCaP 细胞分泌。

▼ 基因功能

PSA 表达可受雄激素调节。里格曼等人（1991） 和 Cleutjens 等人（1996） 在 PSA 基因的近端启动子位置 -170 和 -394 处鉴定出 2 个功能性雄激素反应元件（ARE）。为了检测额外的、更远端的控制元件，Cleutjens 等人（1997） 在存在或不存在合成雄激素 R1881 的情况下生长的前列腺来源细胞系 LNCaP 的染色质中，绘制了 PSA 基因上游的 DnaseI 超敏位点（DHS）。在PSA转录起始位点上游3.8至4.8kb的区域中，检测到3个DHS簇。中部 DHS（DHSII，-4.2 kb）表现出强烈的雄激素反应性。对 DHSII 区域的进一步分析表明存在复杂的雄激素反应性细胞特异性增强子。在瞬时转染的细胞中，PSA 启动子构建体在 R1881 存在的情况下表现出的活性比在 R1881 不存在的情况下高约 3,000 倍。增强子的核心区域可以对应到 440 bp 的片段内。在该片段的中心发现了一个功能活跃的高亲和力雄激素受体结合位点（GGAACATATTGTATC），该元件的突变几乎完全消除了 PSA 启动子活性。

APS 在女性血清中的浓度非常低，可以通过高度灵敏的免疫测定法进行测量。梅莱戈斯等人（1997） 发现在女性组织中，APS 基因受到类固醇激素的调节。他们研究了女性血清 APS 与高雄激素状态的关系，发现多毛女性的 APS 水平高于对照组。他们得出结论，血清 APS 可能是女性雄激素过多的生化标志物。

班萨尔等人（2000） 研究了年龄、PSA 和前列腺各区域测量值之间的相互关系，并评估了遗传因素对总 PSA 的影响。对 84 对同卵双胞胎和 83 对异卵双胞胎进行了研究，并测量了血清总 PSA、游离 PSA 和 PSA-α-1-抗胰凝乳蛋白酶。使用经直肠超声对他们的前列腺体积（总体积（TV）、移行区（TZ）和外周区）进行定量。总 PSA 与所有带状前列腺测量（TZ、外周带、TV 和 TZ/TV）以及年龄显着相关。当应用线性回归时，最终模型中仅保留年龄和 TZ。然而，由这两个因素解释的总 PSA 变异比例低于 24%。相比之下，遗传力估计表明，总 PSA 大约 45% 的变异可以通过遗传因素来解释。

David 等人使用 Northern blot 分析（2002）确定KLK3的PSALM变体的表达在转染的LNCaP细胞中响应于雄激素刺激而上调。

王等人（2005） 发现 LNCaP 细胞中雄激素受体（AR; 313700） 对 PSA 的调节涉及启动子近端序列和上游约 4 kb 的增强子。 AR 和必需共激活子在两个位点的募集创建了一个染色体环，允许 RNA 聚合酶 II（pol II；参见 180660）从增强子追踪到启动子。 RNA pol II C 末端结构域的磷酸化是 RNA pol II 追踪所必需的，但染色体环则不需要。

▼ 基因结构

里格曼等人（1989） 确定 APS 基因跨度约为 6 kb，包含 5 个外显子。

▼ 测绘

萨瑟兰等人（1988） 使用人/小鼠体细胞杂交组的原位杂交和 Southern 分析将 APS 基因定位到 19q13。在小鼠和人类中，APS 和 KLK1（147910） 基因对应到同一区域；同源小鼠基因座位于 7 号染色体上。事实上，小鼠腺激肽释放酶基因家族由 24 个基因（12 个功能基因和 12 个假基因）组成，这些基因均紧密相连（Evans 等，1987）。

Gan 等人通过对染色体 19q13 上的激肽释放酶基因簇进行测序，（2000） 鉴定了 13 个激肽释放酶相关基因和 5 个假基因。