活化的Ｔ細(xì)胞核內(nèi)因子（Nuclear Factors of activated T cells，NFAT）是一類轉(zhuǎn)錄因子家族，最初是在活化的T細(xì)胞中作為一種能夠結(jié)合在人白介素-２（Interleukin-2，IL-2）的啟動子上的快速誘導(dǎo)其表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子而被發(fā)現(xiàn)。NFAT在多種動物組織和細(xì)胞中廣泛表達(dá)，是細(xì)胞內(nèi)多條信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的關(guān)鍵調(diào)節(jié)點，在免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、軸突生長以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病中也發(fā)揮著重要作用。

NFAT蛋白的基本結(jié)構(gòu)

目前已知的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NFAT5（又稱為tonicity enhancer binding protein，TonEBP）。除了在免疫系統(tǒng)如脾臟、外周淋巴系統(tǒng)廣泛表達(dá)以外，NFAT蛋白幾乎在所有的組織中都有表達(dá)但是表達(dá)水平存在很大區(qū)別，如NFATI在胰腺、睪丸、胎盤，腦部的下丘腦、海馬、小腦、嗅球、額葉皮質(zhì)中有大量表達(dá)；NFAT2主要在心血管系統(tǒng)和消化系統(tǒng)中含量較多，腎臟中也有表達(dá)；NFAT3的表達(dá)更加均衡，還會存在于脂肪組織、心肌、卵巢、脊髓、大腦等區(qū)域；NFAT4 則存在于骨骼肌和平滑肌，肺，下丘腦及紋狀體中。

NFAT家族發(fā)現(xiàn)的十幾種NFAT蛋白中，除了非保守的C端以外，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(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)有關(guān)；Rel同源結(jié)構(gòu)域( Rel-homology domain，RHD)主要參與NFAT 與 DNA 的結(jié)合。

NFAT轉(zhuǎn)錄活性的主要調(diào)節(jié)方式是磷酸化/去磷酸化。NHR中含有多個保守的結(jié)構(gòu)單元，如富含絲氨酸的結(jié)構(gòu)SRR1和SRR2(serine-rich region，SRRs)和富含絲氨酸脯氨酸的結(jié)構(gòu)SP1、SP2和SP3(serine-proline region，SPs)，這些結(jié)構(gòu)都能夠被NFAT的激酶磷酸化，如酪蛋白激酶（casein kinase 1，CK1），糖原合成激酶3（glycogen synthase kinase 3，GSK-3）和酪氨酸磷酸化調(diào)節(jié)激酶（dual-specificity tyrosine-phosphorylation-regulated kinase，DYRK）等。

NHR中還含有鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶的結(jié)合基序SPRIEIT，CK1結(jié)合基序FSILF，更為重要的是1個被掩蓋的核定位序列（nuclear localization signal，NS）。非激活狀態(tài)下NFAT的Ser殘基處于磷酸化狀態(tài)，形成一種掩蔽NIS的構(gòu)象，而這些Ser殘基的去磷酸化則會導(dǎo)致NIS的激活。SPRIEIT基序的缺失或其中的Ser發(fā)生突變都會導(dǎo)致NFAT組成型核定位，而NS的缺失或突變則會導(dǎo)致NFAT不能發(fā)生核定位。值得一提的是，RHD區(qū)域也含有1個NS，也會受到磷酸化Ser殘基的掩蔽影響，從而與NHR中的NLS共同調(diào)控NFAT的核定位。

RHD區(qū)域主要負(fù)責(zé)NFAT與DNA的結(jié)合及與AP-1( activator protein-1)等轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生協(xié)同作用。通過對NFAT的RHD/DNA二元復(fù)合物的構(gòu)象研究揭示，NFAT在激活靶基因表達(dá)時，是需要和AP-1家族蛋白等轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生協(xié)同作用的。

NFAT蛋白C端的結(jié)構(gòu)同源性較低，長度變化也較大。除了NFAT的N端以外，在其C端也存在一段非保守序列，被稱之為轉(zhuǎn)錄激活區(qū)(tanscriptional activation domain，TAD)，也能有效執(zhí)行轉(zhuǎn)錄激活功能。

NFAT參與的信號調(diào)節(jié)機制

NFAT家族中，NFAT5是目前唯一已知的高滲透壓激活的哺乳動物轉(zhuǎn)錄因子，NFATI-NFAT4均受細(xì)胞內(nèi)鈣離子信號的調(diào)控。在靜息細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，由于激酶（如CK1和DYRK2）的作用，NFAT處于高度磷酸化狀態(tài)。當(dāng)激素、神經(jīng)遞質(zhì)等第一信使與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，激活膜上的G蛋白，從而激活磷酸脂酶C（phospholipase C，PLC），將膜上的脂酰肌醇 4，5-二磷酸（phosphatidylinositolbiphosphate，PIP2）分解為兩個細(xì)胞內(nèi)的第二信使：二酰甘油（diacylglycerol，DAG）和1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）。IP3 動員細(xì)胞內(nèi)鈣庫釋放Ca到細(xì)胞質(zhì)中，激活CN（目前已知的、唯一可以調(diào)節(jié)NFAT入核的磷酸酶），隨后參與一系列的反應(yīng)，比如calcineurin/NFAT 信號通路被激活；而DAG在Ca2+的協(xié)同下激活蛋白激酶C（protein kinase C，PKC），然后通過PKC引起級聯(lián)反應(yīng)，進行細(xì)胞的應(yīng)答。

調(diào)節(jié)NFAT核轉(zhuǎn)位的激酶主要分為兩類，一類是輸出型激酶，即負(fù)責(zé)細(xì)胞核內(nèi)NFAT的磷酸化并誘導(dǎo)其重新定位于細(xì)胞質(zhì)，主要作用于SP2和SP3，如GSK3和DYRK1等；另一類維持型激酶存在細(xì)胞質(zhì)中，維持細(xì)胞質(zhì)中的NFAT高度磷酸化水平并抑制靜息狀態(tài)下NFAT脫磷酸向細(xì)胞核轉(zhuǎn)移，主要作用于SPRl和SP3，如CK1和DYRK2。NFAT的磷酸化是以一種連續(xù)磷酸化的方式進行，DYRK能夠直接磷酸化NFAT1上保守的SP3基序，隨后GSK3和CK1才能繼續(xù)磷酸化SP2和SRR1基序；而NFAT2連續(xù)磷酸化的先導(dǎo)激酶是cAMP 依賴蛋白激酶(protein kinase A，PKA)和DYRK，隨后是GSK3，進而導(dǎo)致NFAT蛋白完全磷酸化并轉(zhuǎn)移出核。

近年的研究也發(fā)現(xiàn)了參與NFAT通路調(diào)節(jié)的新蛋白及其可能的機制：細(xì)胞質(zhì)支架蛋白 Homer2和Homer3可以和NFAT競爭性結(jié)合CN，從而阻止NFAT的脫磷酸及活化；類似于泛素的蛋白質(zhì)小泛素樣修飾蛋白可經(jīng)由類似泛素化的過程與目標(biāo)蛋白質(zhì)上特定的賴氨酸支鏈形成共價鍵，修飾目標(biāo)蛋白質(zhì)，而這個過程同樣可能參與NFAT功能的調(diào)控。此外，NFAT在脊椎動物發(fā)育中有一定的作用。在神經(jīng)系統(tǒng)中，NFAT的活化與神經(jīng)元的凋亡與損傷也存在著密切的聯(lián)系。

以NFAT蛋白為靶點的臨床藥物的開發(fā)前景

鋰治療是目前治療神經(jīng)躁郁癥的主要方法。研究發(fā)現(xiàn)，長期注射鋰的小鼠腦部GSK-3活性被抑制，神經(jīng)元細(xì)胞發(fā)生NFAT3/4的核轉(zhuǎn)位，從而誘導(dǎo)死亡配體（Fas Ligand，FasL）表達(dá)水平的上升，激活FasL/Fas凋亡通路，下游凋亡蛋白酶caspase-3表達(dá)增加，從而誘導(dǎo)隨后的神經(jīng)元凋亡?；诋?dāng)前環(huán)孢菌素A（Cyclosporin A）等藥物在神經(jīng)系統(tǒng)應(yīng)用的局限性，例如，在體外培養(yǎng)的皮層神經(jīng)元中，腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子BDNF可以刺激NFAT依賴的轉(zhuǎn)錄，而使用CsA和FK506可以阻斷該過程；傳入神經(jīng)阻滯可以激活前腹側(cè)的耳蝸神經(jīng)元（anteroventral cochlearnucleus，AVCN）中的NFAT3，使其從細(xì)胞質(zhì)移位到細(xì)胞核，誘發(fā)神經(jīng)元凋亡，FK506及VIVIT可以明顯抑制NFAT3的入核，減少神經(jīng)元凋亡。針對NFAT以及NFAT調(diào)節(jié)信號的深入研究，將為篩選或者開發(fā)更為高效、低毒藥物提供新的思路。