２ ＶＤＲ調控鈣結合蛋白基因
　　ＶＤＲ調控的基因很多，大多數是骨代謝方面的基因４。在此我們以鈣結合蛋白基因為例介紹ＶＤＲ對基因的調控。
　　鈣在體內含量?jì)H次于氧、碳、氫、氮，約占人體的２％。鈣吸收是一復雜的生理、生化過(guò)程，包括主動(dòng)轉運和被動(dòng)擴散兩種。機體攝入鈣少時(shí)主動(dòng)轉運則占主要。鈣的主動(dòng)轉運需要維生素Ｄ和鈣結合蛋白的協(xié)助。
　　Ｗａｓｓｅｒｍａｎ等首先證實(shí)佝僂病小雞用維生素Ｄ治療后，有特異性鈣結合蛋白（ＣａＢＰ）的形成。這種維生素Ｄ誘導的ＣａＢＰ已在十幾種動(dòng)物中發(fā)現，存在種屬特異性。人腸鈣ＣａＢＰ的分子量是１２０００～２１０００，它與鈣有高度親和力，結合鈣的能力約為２×１０－５Ｍ－１，ＣａＢＰ高度集中在杯狀細胞和小腸刷狀緣區的吸收細胞上。
　　在腸的不同部位，腸ＣａＢＰ水平和鈣吸收率相一致，以十二指腸最高，空腸其次，回腸最低。此外，腎、下丘腦、大腦皮質(zhì)、腎上腺、甲狀旁腺等組織也存在ＣａＢＰ。ＣａＢＰ在維生素Ｄ調節的腸鈣轉運的過(guò)程中起著(zhù)重要作用。
　　哺乳動(dòng)物能合成兩種ＣａＢＰ，即存在于腎臟和中樞神經(jīng)系統的ＣａＢＰＤ２８Ｋ和在小腸的ＣａＢＰＤ９Ｋ 。給維生素Ｄ缺乏的大鼠和小雞注射１２５ＯＨ２Ｄ３引起小腸粘膜和腎臟細胞中ＣａＢＰ ｍＲＮＡ的快速合成和ＣａＢＰＤ９Ｋ ｍＲＮＡ的積聚。
　　應用ＣａＢＰＤ９Ｋ ｃＤＮＡ探針技術(shù)從大鼠基因庫中克隆出一個(gè)３０ｋｂｐ的基因片段，ＣａＢＰＤ９Ｋ基因就位于該片段的中部位置。ＣａＢＰＤ９Ｋ基因長(cháng)２．５ｋｂｐ，含３個(gè)外顯子和兩個(gè)內含子，第一個(gè)外顯子僅含有一個(gè)５＇端未翻譯的區段，第二個(gè)外顯子編碼第一個(gè)鈣結合位點(diǎn)，第三個(gè)外顯子編碼第二個(gè)鈣結合位和３＇端未翻譯區段，每個(gè)鈣結合的結構域分別由單獨的外顯子編碼。應用Ｓ１核酸酶切圖譜和引物延伸法確定了轉錄的起始位點(diǎn)，從帽的位置上游３１ｂｐ有一個(gè)ＴＡＴＡＡＡ區，翻譯起點(diǎn)上游是一個(gè)ＣＣＡＡＴ盒，一個(gè)Ａｌｕ樣序列和ＡＣ２５，ＡＧ２３序列共同構成了第２個(gè)內含子，重復序列構成帽子上５＇端的５ｋｂｐ和３＇端。對比研究發(fā)現ＣａＢＰＤ９Ｋ的基因序列同ＣａＢＰＳ１００基因更相似。而且，ＣａＢＰＤ９Ｋ的氨基酸序列也已確定。
　　在１２５ＯＨ２Ｄ３缺乏的條件下，加入１２５ＯＨ２Ｄ３ １ｈ后使胚胎十二指腸上皮細胞的ＣａＢＰＤ９Ｋ ｍＲＮＡ增加２倍，２４ｈ后ＣａＢＰ增加２．５倍。
　　缺維生素Ｄ大鼠接受維生素Ｄ治療后，在小腸和腎臟ＣａＢＰ ｍＲＮＡ升高的同時(shí)，維生素Ｄ受體ｍＲＮＡ卻無(wú)變化，而地塞米松可以升高維生素Ｄ受體ｍＲＮＡ，同時(shí)降低ＣａＢＰＤ９Ｋ的水平。
　　對基因突變技術(shù)培養的無(wú)牙鼠模型的研究發(fā)現，該鼠不僅血中１２５ＯＨ２Ｄ３水平升高，而且小腸和腎的ＣａＢＰ水平升高，二者呈正相關(guān)。

３ ＶＤＲ對基因表達的調控機制
　　當ＶＤＲ與其配體１２５ＯＨ２Ｄ３結合后，引起ＶＤＲ構象改變，并與未結合配體的ＲＸＲ形成異源二聚體ＶＤＲＲＸＲ。后者再作用于維生素Ｄ靶基因啟動(dòng)子區上的維生素Ｄ反應元件，并釋放輔助抑制因子復合物，同時(shí)募集一些輔助激活因子及通用的轉錄因子，從而共同形成活性轉錄復合體。在上述過(guò)程中，人們推測１２５ＯＨ２Ｄ３可能是誘導ＶＤＲＥｓ在其螺旋結構１２的位置上發(fā)生分子內折疊等微小的變化，如關(guān)閉配體結合的“口袋”，同時(shí)暴露ＶＤＲＡＦ２位點(diǎn)，才能使ＶＤＲ與輔助激活因子相互作用；同樣，ＲＸＲ ＡＦ２位點(diǎn)也必須暴露，以便與輔助激活因子相互作用。這些輔助激活因子可稱(chēng)為“搭橋”因子，即將ＶＤＲＲＸＲ已與ＶＤＲＥ結合與轉錄起始復合物前體連接起來(lái)，并起到穩定轉錄起始復合物前體的作用；這些輔助激活因子屬于類(lèi)固醇受體輔助激活因子家族，并且具有或兼具有組蛋白乙酰基轉移酶活性，可使組蛋白在維生素Ｄ靶基因附近就與ＤＮＡ分離，從而有利于其進(jìn)入轉錄過(guò)程。除上述間接作用外，現已證明ＶＤＲ與轉錄因子ＴＦＩＩＢ 之間存在高度特異的直接聯(lián)接。ＶＤＲ還可通過(guò)轉錄因子ⅡＢ直接作用于轉錄起始復合前體，以便進(jìn)入轉錄過(guò)程維生素Ｄ調節轉錄的整個(gè)過(guò)程見(jiàn)圖１。

　　輔助抑制因子可募集組蛋白脫乙酰基酶，并與類(lèi)固醇受體結合，使該受體處于失活狀態(tài)，同時(shí)使染色質(zhì)處于轉錄抑制狀態(tài)。視黃酸和甲狀腺素受體的抑制介質(zhì)可與ＶＤＲＲＸＲ相互作用，從而抑制轉錄；ＳＵＧ１是一種２６Ｓ的蛋白水解酶，它的亞單位可與輔助激活因子共同競爭結合ＶＤＲ ＡＦ２位點(diǎn)，從而抑制轉錄。另外，ＳＵＧ１可直接降解ＶＤＲ。其它還有一些因子如鈣網(wǎng)織蛋白一種多功能鈣結合蛋白和翻譯調節因子Ｌ７，均可與ＶＤＲ相互作用，阻止其與ＤＮＡ結合。在核受體蛋白信號調節途徑中，輔助激活因子和輔助抑制因子復合物之間的平衡決定了ＤＮＡ的轉錄是開(kāi)始還是關(guān)閉。
　　磷酸化與去磷酸化是許多轉錄因子活性調節的一種方式。人類(lèi)第２０８位絲氨酸被酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化后引起ＶＤＲ轉錄活性增加，而第５１位的絲氨酸被蛋白激酶Ｃ磷酸化后則導致ＶＤＲ與ＶＤＲＥ相互作用的減低，但是這些作用均與ＶＤＲ同ＤＮＡ的結合無(wú)關(guān)。因此，認為ＶＤＲ的磷酸化不是ＶＤＲ發(fā)揮其功能所必須的步驟。磷酸化對ＶＤＲ轉錄活性的意義目前仍難以確定。

４ 實(shí)際意義
　　通過(guò)維生素Ｄ調節基因表達的研究，除了了解維生素Ｄ傳統功能的機制外，還發(fā)現維生素Ｄ能調節許多基因表達，并具有許多新的功能。
　　在傳統的靶組織中發(fā)現了一些新的維生素Ｄ調節基因，如發(fā)現了鎖骨－顱骨發(fā)育障礙基因的一個(gè)新的轉錄因子Ｏｓｆ２ｃｂｆａｌ。在對破骨細胞形成研究中，發(fā)現了兩個(gè)新的維生素Ｄ調節基因。這些新基因的發(fā)現，進(jìn)一步加深了對維生素Ｄ生理功能的理解。此外，在非傳統的靶組織中，也發(fā)現了維生素Ｄ調節的基因。如１２５ＯＨ２Ｄ３抑制細胞因子ＩＬ２、ＩＬ８和ＩＬ１２的轉錄過(guò)程。
　　對維生素Ｄ調節基因表達機制的進(jìn)一步研究不僅有助于理解ＶＤ生理功能的作用機制，而且有利于發(fā)現維生素Ｄ新功能及其在預防和治療疾病方面新的應用價(jià)值。

參考文獻：

　　１． Ｗａｌｔｅｒｓ ＭＲ． Ｎｅｗｌｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｖｉｔａｍｉｎＤ ｅｎｄｏｃｒｉｎｅ ｓｙｓｔｅｍ． Ｅｎｄｏｃｒ Ｒｅｖ １９９２ １３７１９－６４．
　　２． Ｍｉｙａｍｏｔｏ Ｋ Ｋｅｓｔｅｒｓｏｎ ＲＡ Ｙａｍａｍｏｔｏ Ｈ ｅｔ ａｌ． ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｈｕｍａｎ ｖｉｔａｍｉｎ Ｄ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍａｌ ｇｅｎｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｐｒｏｍｏｔｅｒ． Ｍｏｌ Ｅｎｄｏｃｒｉｎｏｌ １９９７ １１１１６５－７９．
　　３． Ｓｔｒｕｇｅｌｌ ＳＡ Ｄａｌｕｃａ ＨＦ． Ｔｈｅ ｖｉｔａｍｉｎ Ｄ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ． Ｐｒｏｃ Ｓｏｃ Ｅｘｐ Ｂｏｉｌ Ｍｅｄ １９９７ ２１５２２３－２２８．
　　４． Ｌｏｗｅ ＫＷ Ｍａｉｙａｒ ＡＣ Ｎｏｒｍａｎ ＡＷ． Ｖｉｔａｍｉｎ Ｄｍｅｄｉａｔｅｄ ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ． Ｃｒｉｔ Ｒｅｖ Ｅｕｋａｒｙ Ｇｅｎｅ Ｅｘｐ １９９２ ２６５－１０９．
　　５． Ｃａｉ Ｑ Ｃｈａｎｄｌｅｒ ＪＳ Ｗａｓｓｅｒｍａｎ ＲＨ ｅｔ ａｌ． Ｖｉｔａｍｉｎ Ｄ ａｎｄ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｔｏ ｄｉｅｔａｒｙ ｃａｌｃｉｕｍ ａｎｄ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｉｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｐｌａｓｍａ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｃａｌｃｉｕｍ ｐｕｍｐ ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ． Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ １９９３ ９０１３４５－１３４９．
　　６． Ｃｈｒｉｓｔａｋｏｓ Ｓ Ｇａｂｒｉｅｌｉｄｅｓ Ｃ Ｒｈｏｔｅｎ ＷＢ． Ｖｉｔａｍｉｎ Ｄｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃａｌｃｉｕｍ ｂｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎｓ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｉｏｌｏｇｙ． Ｅｎｄｏｃｒ Ｒｅｖ １９８９ １０３－２６．
　　７． Ｐｅｒｒｅｔ Ｃ Ｌｏｍｒｉ Ｎ Ｇｏｕｈｉｅｒ Ｎ ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅ ｒａｔ ｖｉｔａｍｉｎＤｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃａｌｃｉｕｍ－ｂｉｎｄｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ ９ｋＤａ ＣａＢＰ ｇｅｎｅ． Ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ． Ｅｕｒ Ｊ Ｂｉｏｃｈｅｍ １９８８ １７２４３－５１．
　　８． Ｗｕ ＪＣ Ｓｍｉｔｈ ＭＷ Ｌａｗｓｏｎ ＤＥ． Ｔｉｍｅ ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｙ ｏｆ １ ２５ＯＨ２Ｄ３ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｌｂｉｎｄｉｎ ｍＲＮＡ ａｎｄ ｃａｌｂｉｎｄｉｎ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｉｎ ｃｈｉｃｋ ｅｎｔｅｒｏｃｙｔｅｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ ｃｒｙｐｔ－ｖｉｌｌｕｓ ａｘｉｓ． Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ １９９２ ５１１９５－２００．
　　９． Ｓｅｉｆｅｒｔ ＭＦ Ｇｒａｙ ＲＷ Ｂｒｕｎｓ ＭＥ． Ｅｌｅｖａｔｅｄ １２５ｄｉｈｙｄｒｏｘｙｖｉｔａｍｉｎ Ｄ３ ａｎｄ ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｃａｌｂｉｎｄｉｎ－Ｄ９ｋ ｉｎ ｔｈｅ ｔｏｏｔｈｌｅｓｓ ｒａｔ． Ａｍ Ｊ Ｐｈｙｓｉｏｌ １９９０ ２５７Ｅ３７７－４８１．
　　１０． Ｍａｎｇｅｌｓｄｏｒｆ ＤＪ Ｔｈｕｍｍｅｌ Ｃ Ｂｅａｔｏ Ｍ ｅｔ ａｌ． Ｔｈｅ ｎｕｃｌｅａｒ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｓｕｐｅｒｆａｍｉｌｙ Ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｄｅｃａｄｅ． Ｃｅｌｌ １９９５ ８３８３５－８３９．
　　１１． Ｓｃｈｕｌｍａｎ ＩＧ Ｊｕｇｕｉｌｏｎ Ｈ Ｅｖａｎｓ ＲＭ． Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｐｒｅｓｓｉｏｎ ｂｙ ｎｕｃｌｅａｒ ｈｏｒｍｏｎｅ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓｈｏｒｍｏｎｅ ｍｏｄｕｌａｔｅｓ ａｎ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｂｅｔｗｅｅｎ ａｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｒｅｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔａｔｅｓ． Ｍｏｌ Ｃｅｌｌ Ｂｉｏ １９９６ １６３８０７－３８１３．
　　１２． Ｈｏｎｇ Ｈ Ｋｏｈｉｌｉ Ｋ Ｇａｒａｂｅｄｉａｎ ＭＪ ｅｔ ａｌ． ＧＲＩＰ１ ａ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ ｃｏａｃｔｉｖａｔｏｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ＡＦ２ ｔｒａｎｓａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｄｏｍａｉｎ ｏｆ ｓｔｅｒｏｉｄ ｔｈｙｒｏｉｄ ｒｅｔｉｎｏｉｄ ａｎｄ ｖｉｔａｍｉｎ Ｄ ｒｅｃｅｐｔｏｒｓ． Ｍｏｌ Ｃｅｌｌ Ｂｏｉｌ １９９７ １７２７３５－２７４４．
　　１３． Ｊｕｒｔｋａ ＰＷ Ｈｓｉｅｈ ＪＣ Ｎａｋａｊｉｍａ Ｓ ｅｔ ａｌ． Ｈｕｍａｎ ｖｉｔａｍｉｎ Ｄ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｔｉｏｎ ｂｙ ｃａｓｅｉｎ ｋｉｎａｓｅ Ⅱ ａｔ ｓｅｒ－２０８ ｐｏｔｅｎｔｉａｔｅｓ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎａｌ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ． Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ １９９６ ９３３５１９－３５２４．
　　１４． Ｒａｃｈｅｚ Ｃ Ｆｒｅｅｄｍａｎ ＬＰ． Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｇｅｎｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｂｙ ｖｉｔａｍｉｎ Ｄ３ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ａ ｎｅｔｗｏｒｋ ｏｆ ｃｏａｃｔｉｖａｔｏｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ． Ｇｅｎｅ ２０００ ２４６９－２１．