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活化的Ｔ細胞核内因子（Nuclear Factors of activated T cells，NFAT）是一類轉錄因子家族，最初是在活化的T細胞中作(zuò)爲一種能(néng)夠結合在人白(bái)介素-２（Interleukin-2，IL-2）的啓動子上(shàng)的快(kuài)速誘導其表達的轉錄因子而被發現(xiàn)。NFAT在多種動物組織和(hé)細胞中廣泛表達，是細胞内多條信号轉導通路的關鍵調節點，在免疫系統、神經系統發育、軸突生長以及神經系統疾病中也(yě)發揮着重要作(zuò)用(yòng)。
NFAT蛋白(bái)的基本結構
目前已知(zhī)的NFAT家族包括5個成員，即NFAT1（又稱NFATe2，NFATp），NFAT2（又稱NFATc1，NFATc），NFAT3（又稱NFATc4），NFAT4（又稱NFATc3，NFATx）和(hé)NFAT5（又稱爲tonicity enhancer binding protein，TonEBP）。除了(le)在免疫系統如脾髒、外(wài)周淋巴系統廣泛表達以外(wài)，NFAT蛋白(bái)幾乎在所有的組織中都有表達但(dàn)是表達水(shuǐ)平存在很(hěn)大(dà)區(qū)别，如NFATI在胰腺、睾丸、胎盤，腦(nǎo)部的下(xià)丘腦(nǎo)、海馬、小(xiǎo)腦(nǎo)、嗅球、額葉皮質中有大(dà)量表達；NFAT2主要在心血管系統和(hé)消化系統中含量較多，腎髒中也(yě)有表達；NFAT3的表達更加均衡，還會(huì)存在于脂肪組織、心肌、卵巢、脊髓、大(dà)腦(nǎo)等區(qū)域；NFAT4 則存在于骨骼肌和(hé)平滑肌，肺，下(xià)丘腦(nǎo)及紋狀體中。
NFAT家族發現(xiàn)的十幾種NFAT蛋白(bái)中，除了(le)非保守的C端以外(wài)，都具有2個相鄰的非常保守的區(qū)域，即NFAT同源區(qū)（NFAT homology region，NHR），主要與NFAT的轉錄調節有關；Rel同源結構域( Rel-homology domain，RHD)主要參與NFAT 與 DNA 的結合。
NFAT轉錄活性的主要調節方式是磷酸化/去磷酸化。NHR中含有多個保守的結構單元，如富含絲氨酸的結構SRR1和(hé)SRR2(serine-rich region，SRRs)和(hé)富含絲氨酸脯氨酸的結構SP1、SP2和(hé)SP3(serine-proline region，SPs)，這(zhè)些(xiē)結構都能(néng)夠被NFAT的激酶磷酸化，如酪蛋白(bái)激酶（casein kinase 1，CK1），糖原合成激酶3（glycogen synthase kinase 3，GSK-3）和(hé)酪氨酸磷酸化調節激酶（dual-specificity tyrosine-phosphorylation-regulated kinase，DYRK）等。
NHR中還含有鈣調神經磷酸酶的結合基序SPRIEIT，CK1結合基序FSILF，更爲重要的是1個被掩蓋的核定位序列（nuclear localization signal，NS）。非激活狀态下(xià)NFAT的Ser殘基處于磷酸化狀态，形成一種掩蔽NIS的構象，而這(zhè)些(xiē)Ser殘基的去磷酸化則會(huì)導緻NIS的激活。SPRIEIT基序的缺失或其中的Ser發生突變都會(huì)導緻NFAT組成型核定位，而NS的缺失或突變則會(huì)導緻NFAT不能(néng)發生核定位。值得一提的是，RHD區(qū)域也(yě)含有1個NS，也(yě)會(huì)受到(dào)磷酸化Ser殘基的掩蔽影響，從(cóng)而與NHR中的NLS共同調控NFAT的核定位。
RHD區(qū)域主要負責NFAT與DNA的結合及與AP-1( activator protein-1)等轉錄因子發生協同作(zuò)用(yòng)。通過對(duì)NFAT的RHD/DNA二元複合物的構象研究揭示，NFAT在激活靶基因表達時(shí)，是需要和(hé)AP-1家族蛋白(bái)等轉錄因子發生協同作(zuò)用(yòng)的。
NFAT蛋白(bái)C端的結構同源性較低(dī)，長度變化也(yě)較大(dà)。除了(le)NFAT的N端以外(wài)，在其C端也(yě)存在一段非保守序列，被稱之爲轉錄激活區(qū)(tanscriptional activation domain，TAD)，也(yě)能(néng)有效執行轉錄激活功能(néng)。
NFAT參與的信号調節機制
NFAT家族中，NFAT5是目前唯一已知(zhī)的高(gāo)滲透壓激活的哺乳動物轉錄因子，NFATI-NFAT4均受細胞内鈣離子信号的調控。在靜息細胞的細胞質中，由于激酶（如CK1和(hé)DYRK2）的作(zuò)用(yòng)，NFAT處于高(gāo)度磷酸化狀态。當激素、神經遞質等第一信使與細胞膜上(shàng)的受體結合，激活膜上(shàng)的G蛋白(bái)，從(cóng)而激活磷酸脂酶C（phospholipase C，PLC），将膜上(shàng)的脂酰肌醇 4，5-二磷酸（phosphatidylinositolbiphosphate，PIP2）分解爲兩個細胞内的第二信使：二酰甘油（diacylglycerol，DAG）和(hé)1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）。IP3 動員細胞内鈣庫釋放(fàng)Ca到(dào)細胞質中，激活CN（目前已知(zhī)的、唯一可以調節NFAT入核的磷酸酶），随後參與一系列的反應，比如calcineurin/NFAT 信号通路被激活；而DAG在Ca2+的協同下(xià)激活蛋白(bái)激酶C（protein kinase C，PKC），然後通過PKC引起級聯反應，進行細胞的應答(dá)。
調節NFAT核轉位的激酶主要分爲兩類，一類是輸出型激酶，即負責細胞核内NFAT的磷酸化并誘導其重新定位于細胞質，主要作(zuò)用(yòng)于SP2和(hé)SP3，如GSK3和(hé)DYRK1等；另一類維持型激酶存在細胞質中，維持細胞質中的NFAT高(gāo)度磷酸化水(shuǐ)平并抑制靜息狀态下(xià)NFAT脫磷酸向細胞核轉移，主要作(zuò)用(yòng)于SPRl和(hé)SP3，如CK1和(hé)DYRK2。NFAT的磷酸化是以一種連續磷酸化的方式進行，DYRK能(néng)夠直接磷酸化NFAT1上(shàng)保守的SP3基序，随後GSK3和(hé)CK1才能(néng)繼續磷酸化SP2和(hé)SRR1基序；而NFAT2連續磷酸化的先導激酶是cAMP 依賴蛋白(bái)激酶(protein kinase A，PKA)和(hé)DYRK，随後是GSK3，進而導緻NFAT蛋白(bái)完全磷酸化并轉移出核。
近年的研究也(yě)發現(xiàn)了(le)參與NFAT通路調節的新蛋白(bái)及其可能(néng)的機制：細胞質支架蛋白(bái) Homer2和(hé)Homer3可以和(hé)NFAT競争性結合CN，從(cóng)而阻止NFAT的脫磷酸及活化；類似于泛素的蛋白(bái)質小(xiǎo)泛素樣修飾蛋白(bái)可經由類似泛素化的過程與目标蛋白(bái)質上(shàng)特定的賴氨酸支鏈形成共價鍵，修飾目标蛋白(bái)質，而這(zhè)個過程同樣可能(néng)參與NFAT功能(néng)的調控。此外(wài)，NFAT在脊椎動物發育中有一定的作(zuò)用(yòng)。在神經系統中，NFAT的活化與神經元的凋亡與損傷也(yě)存在着密切的聯系。
以NFAT蛋白(bái)爲靶點的臨床藥物的開(kāi)發前景
锂治療是目前治療神經躁郁症的主要方法。研究發現(xiàn)，長期注射锂的小(xiǎo)鼠腦(nǎo)部GSK-3活性被抑制，神經元細胞發生NFAT3/4的核轉位，從(cóng)而誘導死亡配體（Fas Ligand，FasL）表達水(shuǐ)平的上(shàng)升，激活FasL/Fas凋亡通路，下(xià)遊凋亡蛋白(bái)酶caspase-3表達增加，從(cóng)而誘導随後的神經元凋亡。基于當前環孢菌素A（Cyclosporin A）等藥物在神經系統應用(yòng)的局限性，例如，在體外(wài)培養的皮層神經元中，腦(nǎo)源性神經營養因子BDNF可以刺激NFAT依賴的轉錄，而使用(yòng)CsA和(hé)FK506可以阻斷該過程；傳入神經阻滞可以激活前腹側的耳蝸神經元（anteroventral cochlearnucleus，AVCN）中的NFAT3，使其從(cóng)細胞質移位到(dào)細胞核，誘發神經元凋亡，FK506及VIVIT可以明(míng)顯抑制NFAT3的入核，減少神經元凋亡。針對(duì)NFAT以及NFAT調節信号的深入研究，将爲篩選或者開(kāi)發更爲高(gāo)效、低(dī)毒藥物提供新的思路。
