姚璐，田國祥

心力衰竭（心衰）是各種心臟疾病的嚴(yán)重表現(xiàn)或晚期階段，是心血管疾病最后的戰(zhàn)場。全球心力衰竭人數(shù)多達(dá)6400萬，在我國35歲以上人群中估計有890萬心衰患者[1]。隨著人口老齡化進(jìn)程加速，心衰人數(shù)不斷增多已成為重要的社會公共衛(wèi)生問題[2]。據(jù)統(tǒng)計，全世界心衰患病率為1%～2%，70歲以上患者占10%以上[3]。對它的認(rèn)識經(jīng)歷了漫長過程，從最初的“水鈉潴留”到“血流動力學(xué)異?！?，再到“神經(jīng)內(nèi)分泌異常激活”，隨著對其病理生理機(jī)制的不斷探索，心衰的新理論和診療手段層出不窮。

通過基因表達(dá)譜的分析來判斷基因表達(dá)特征，篩選具有臨床意義的標(biāo)志物，對于揭示心衰的發(fā)病機(jī)理及早期預(yù)警、判斷病情、評估預(yù)后及指導(dǎo)個體化治療具有重大意義。前期我課題組對后負(fù)荷增加所致心衰大鼠的心臟全基因表達(dá)譜進(jìn)行了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)在后負(fù)荷增加的不同階段有多種差異基因參與表達(dá)，且參與不同的生物代謝過程。而其中Bex1基因是差異表達(dá)變化最大的基因，由此引起我們的關(guān)注。下面對Bex1基因的相關(guān)研究及進(jìn)展作一綜述，旨在對Bex1進(jìn)一步的功能研究提供參考。

1 Bex1的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

Bex蛋白（brain expresses,X-linked protein）的基因?qū)儆赬染色體連鎖基因家族。Bex家族是一個小分子家族，分子量僅為120aa左右。迄今為止Bex家族有Bex1、Bex2、Bex3、Bex4、Bex5、Bex6等6個成員。研究發(fā)現(xiàn)，它能接受來自上游的多水平調(diào)節(jié)，影響細(xì)胞周期運(yùn)轉(zhuǎn)，參與個體發(fā)育與分化、細(xì)胞凋亡與腫瘤形成等一系列重要的生理和病理功能。Bex1和Bex2的同源性可達(dá)85%，而Bex3、Bex4、Bex5在同源性上更為接近。Bex基因家族成員具有高度同源性，但在表達(dá)模式、亞細(xì)胞定位和蛋白酶體降解方面存在差異。人類Bex1多位于胞漿中各亞細(xì)胞器中，也有部分位于細(xì)胞核內(nèi)[4,5]。Bex1位于X染色體Xq22.1區(qū)域，由125個氨基酸構(gòu)成，其含有該家族特定的Bex特定結(jié)構(gòu)域并在C端含有磷酸化位點(diǎn)[6]，由5個功能不清的蛋白質(zhì)組成。Alvarez等[7]用人Bex基因的寡核苷酸探針檢測成人和胎兒組織的基因芯片，發(fā)現(xiàn)人Bex1和Bex2在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)垂體、小腦、顳葉處有很高的重疊分布，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)外廣泛表達(dá)，在人外周組織中如肝臟、睪丸、肌肉等有高表達(dá)。

2 Bex1基因的功能研究

2.1 Bex1在正常組織中的功能研究Bex1在體內(nèi)的表達(dá)遵循振蕩起伏的規(guī)律，干預(yù)Bex1蛋白水平的表達(dá)，最終影響細(xì)胞周期。Behrens[8]通過OMP和Bex1分子的熒光抗體免疫組化方法，發(fā)現(xiàn)Bex1基因可能與嗅神經(jīng)元分化后的發(fā)育成熟有關(guān)。Lu等[9]利用寡聚核苷酸芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)小鼠氣管末端聚集了Bex1等參與細(xì)胞增殖、細(xì)胞骨架、代謝酶等相關(guān)基因，提示氣管分支遠(yuǎn)端細(xì)胞增殖活躍為日后肺泡發(fā)育提供物質(zhì)代謝基礎(chǔ)。另外Lorenz u、Sebastiano、Vilar等[10-12]對小鼠的研究發(fā)現(xiàn)，Bex1與胚胎發(fā)育及腦SVZ區(qū)神經(jīng)干細(xì)胞的分化均相關(guān)。Bex1是神經(jīng)營養(yǎng)蛋白信號、細(xì)胞周期和神經(jīng)元分化間的新聯(lián)系，并表明Bex1可能通過協(xié)調(diào)細(xì)胞內(nèi)部狀態(tài)和細(xì)胞對外部信號的響應(yīng)能力發(fā)揮作用。Hyung Koo等[13]研究發(fā)現(xiàn)Bex1基因敲除小鼠（bex1ko）與野生型小鼠相比，這些小鼠似乎發(fā)育正常，并可生育，但在運(yùn)動能力方面表現(xiàn)出功能缺陷，因此提出Bex1與Ca2+/CaM的相互作用可能參與骨骼肌再生。

2.2 Bex1在心力衰竭中的功能研究研究發(fā)現(xiàn)心臟在對組織損傷的反應(yīng)中，先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)都被激活，許多促炎性細(xì)胞因子的生物學(xué)效應(yīng)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動物模型和人類心力衰竭[14-18]。例如，損傷相關(guān)分子模式（DAMP）在心衰伴持續(xù)性組織損傷時增加，并啟動激活核因子-κB亞單位（NF-κB）和干擾素調(diào)節(jié)因子（IRFs）轉(zhuǎn)錄因子的信號級聯(lián)，導(dǎo)致促炎性細(xì)胞因子和干擾素信號的產(chǎn)生。Federica Accornero等[19]通過蛋白質(zhì)組學(xué)和交互篩選分析發(fā)現(xiàn)，Bex1是一個大的核糖核蛋白處理復(fù)合體的一部分，其功能是作為一種mRNA相關(guān)蛋白來參與調(diào)節(jié)心臟內(nèi)促炎性mRNA的表達(dá)。特別是Bex1的誘導(dǎo)增強(qiáng)了富含AU元素的mRNAs的穩(wěn)定性和表達(dá)，這些mRNAs通常存在于促炎基因中。在心臟，對mRNA剪接的控制與擴(kuò)張型心肌病有關(guān)，越來越多的剪接因子被認(rèn)為是應(yīng)激誘導(dǎo)的病理性心臟重構(gòu)和功能障礙的基礎(chǔ)。盡管RNA穩(wěn)定蛋白的功能已在癌癥生物學(xué)中得到廣泛研究，但它們在心血管壓力和疾病中的作用才剛被人們所理解[20]。Federica Accornero等[19]還發(fā)現(xiàn)心臟特異性Bex1轉(zhuǎn)基因小鼠在應(yīng)激刺激下表現(xiàn)出更嚴(yán)重的心臟病。為了確定Bex1在心力衰竭中的作用，他們分析了Bex1基因（bex1ko）25缺失的小鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)缺乏Bex1基因的小鼠心肌肥大程度降低，沒有肺充血跡象，心臟纖維化程度較輕。因此，抑制Bex1蛋白表達(dá)可保護(hù)心臟免受病理性損傷后的不適應(yīng)重構(gòu)和心力衰竭。由此可見，隨著心臟Bex1表達(dá)的增加，心力衰竭更加突出。

2.3 Bex1在其他疾病中的功能研究Bex1最初被鑒定為在維甲酸刺激分化的畸胎瘤細(xì)胞中差異表達(dá)的基因[21]。從那時起，多個研究組報告了Bex1在癌細(xì)胞中的表達(dá)變化[22-24]。除了與細(xì)胞周期調(diào)控和癌癥生物學(xué)相關(guān)外，先前的研究表明Bex1在骨骼肌和神經(jīng)元分化中的作用，以及在下游神經(jīng)生長因子（NGF）信號傳導(dǎo)中的作用[25-28]。Mohammad等[27]研究發(fā)現(xiàn)Bex1基因敲除小鼠在周圍神經(jīng)損傷后的再生能力低于野生型動物。野生型小鼠比Bex1基因敲除小鼠能更快地從坐骨神經(jīng)損傷中恢復(fù)，并進(jìn)一步證實(shí)Bex1可能參與軸突的再生。神經(jīng)元凋亡是腦出血繼發(fā)性腦損傷的主要發(fā)病機(jī)制。Ming等[29]應(yīng)用Western印跡、免疫組化和免疫熒光顯示腦出血后血腫周圍神經(jīng)元Bex1表達(dá)明顯上調(diào)。Bex1-siRNA轉(zhuǎn)染hemin-PC12細(xì)胞的體外研究表明Bex1具有抗凋亡作用。因此，Bex1可能在腦出血后發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡作用，為腦出血的治療提供新的分子靶點(diǎn)。

3 Bex1涉及的信號通路及機(jī)制

目前研究推測，Bex1在不同的病理生理過程中涉及不同的機(jī)制。肖乾等[30]研究發(fā)現(xiàn)在慢性白血病中Bex1部分定位于線粒體內(nèi)，可與其結(jié)合蛋白BCL-2相互作用，抑制BCL-2的磷酸化，可以誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。在食管鱗狀細(xì)胞癌中，Bex1過表達(dá)可抑制NF-κB下游信號通路的關(guān)鍵靶蛋白P65、pP65的表達(dá)[4]。在口腔鱗癌中，Bex1也可顯著抑制NF-κB的下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)[31]。故認(rèn)為Bex1可能通過NF-κB信號通路參與鱗癌生物功能的分子機(jī)制起到抑癌作用。

4 展望

隨著對Bex家族的不斷研究，推測其在腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等方面都發(fā)揮了重要作用。結(jié)合前期課題研究Bex1是否參與了后負(fù)荷增加所致的心力衰竭的發(fā)病機(jī)制還需更為深入的研究探討。已有關(guān)于心力衰竭的基因治療包括經(jīng)基因轉(zhuǎn)染促進(jìn)細(xì)胞的生長、調(diào)節(jié)心肌肥厚相關(guān)基因的表達(dá)、抗心肌細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)鈣循環(huán)等[32]。隨著對Bex1研究的深入，以抑制及阻斷其活性為靶點(diǎn)的基因治療，可能成為預(yù)防并治療因后負(fù)荷增加所致的心力衰竭的一個全新途徑。