活化的Ｔ細胞核內因子（Nuclear Factors of activated T cells，NFAT）是一類(lèi)轉錄因子家族，最初是在活化的T細胞中作為一種能夠結合在人白介素-２（Interleukin-2，IL-2）的啟動(dòng)子上的快速誘導其表達的轉錄因子而被發(fā)現。NFAT在多種動(dòng)物組織和細胞中廣泛表達，是細胞內多條信號轉導通路的關(guān)鍵調節點(diǎn)，在免疫系統、神經(jīng)系統發(fā)育、軸突生長(cháng)以及神經(jīng)系統疾病中也發(fā)揮著(zhù)重要作用。

NFAT蛋白的基本結構

目前已知的NFAT家族包括5個(gè)成員，即NFAT1（又稱(chēng)NFATe2，NFATp），NFAT2（又稱(chēng)NFATc1，NFATc），NFAT3（又稱(chēng)NFATc4），NFAT4（又稱(chēng)NFATc3，NFATx）和NFAT5（又稱(chēng)為tonicity enhancer binding protein，TonEBP）。除了在免疫系統如脾臟、外周淋巴系統廣泛表達以外，NFAT蛋白幾乎在所有的組織中都有表達但是表達水平存在很大區別，如NFATI在胰腺、睪丸、胎盤(pán)，腦部的下丘腦、海馬、小腦、嗅球、額葉皮質(zhì)中有大量表達；NFAT2主要在心血管系統和消化系統中含量較多，腎臟中也有表達；NFAT3的表達更加均衡，還會(huì )存在于脂肪組織、心肌、卵巢、脊髓、大腦等區域；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)現的十幾種NFAT蛋白中，除了非保守的C端以外，都具有2個(gè)相鄰的非常保守的區域，即NFAT同源區（NFAT homology region，NHR），主要與NFAT的轉錄調節有關(guān)；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(gè)保守的結構單元，如富含絲氨酸的結構SRR1和SRR2(serine-rich region，SRRs)和富含絲氨酸脯氨酸的結構SP1、SP2和SP3(serine-proline region，SPs)，這些結構都能夠被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）和酪氨酸磷酸化調節激酶（dual-specificity tyrosine-phosphorylation-regulated kinase，DYRK）等。

NHR中還含有鈣調神經(jīng)磷酸酶的結合基序SPRIEIT，CK1結合基序FSILF，更為重要的是1個(gè)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的構象，而這些Ser殘基的去磷酸化則會(huì )導致NIS的激活。SPRIEIT基序的缺失或其中的Ser發(fā)生突變都會(huì )導致NFAT組成型核定位，而NS的缺失或突變則會(huì )導致NFAT不能發(fā)生核定位。值得一提的是，RHD區域也含有1個(gè)NS，也會(huì )受到磷酸化Ser殘基的掩蔽影響，從而與NHR中的NLS共同調控NFAT的核定位。

RHD區域主要負責NFAT與DNA的結合及與AP-1( activator protein-1)等轉錄因子發(fā)生協(xié)同作用。通過(guò)對NFAT的RHD/DNA二元復合物的構象研究揭示，NFAT在激活靶基因表達時(shí)，是需要和AP-1家族蛋白等轉錄因子發(fā)生協(xié)同作用的。

NFAT蛋白C端的結構同源性較低，長(cháng)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(chēng)之為轉錄激活區(tanscriptional activation domain，TAD)，也能有效執行轉錄激活功能。

NFAT參與的信號調節機制

NFAT家族中，NFAT5是目前唯一已知的高滲透壓激活的哺乳動(dòng)物轉錄因子，NFATI-NFAT4均受細胞內鈣離子信號的調控。在靜息細胞的細胞質(zhì)中，由于激酶（如CK1和DYRK2）的作用，NFAT處于高度磷酸化狀態(tài)。當激素、神經(jīng)遞質(zhì)等第一信使與細胞膜上的受體結合，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(gè)細胞內的第二信使：二酰甘油（diacylglycerol，DAG）和1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）。IP3 動(dòng)員細胞內鈣庫釋放Ca到細胞質(zhì)中，激活CN（目前已知的、唯一可以調節NFAT入核的磷酸酶），隨后參與一系列的反應，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(guò)PKC引起級聯(lián)反應，進(jìn)行細胞的應答。

調節NFAT核轉位的激酶主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)是輸出型激酶，即負責細胞核內NFAT的磷酸化并誘導其重新定位于細胞質(zhì)，主要作用于SP2和SP3，如GSK3和DYRK1等；另一類(lèi)維持型激酶存在細胞質(zhì)中，維持細胞質(zhì)中的NFAT高度磷酸化水平并抑制靜息狀態(tài)下NFAT脫磷酸向細胞核轉移，主要作用于SPRl和SP3，如CK1和DYRK2。NFAT的磷酸化是以一種連續磷酸化的方式進(jìn)行，DYRK能夠直接磷酸化NFAT1上保守的SP3基序，隨后GSK3和CK1才能繼續磷酸化SP2和SRR1基序；而NFAT2連續磷酸化的先導激酶是cAMP 依賴(lài)蛋白激酶(protein kinase A，PKA)和DYRK，隨后是GSK3，進(jìn)而導致NFAT蛋白完全磷酸化并轉移出核。

近年的研究也發(fā)現了參與NFAT通路調節的新蛋白及其可能的機制：細胞質(zhì)支架蛋白 Homer2和Homer3可以和NFAT競爭性結合CN，從而阻止NFAT的脫磷酸及活化；類(lèi)似于泛素的蛋白質(zhì)小泛素樣修飾蛋白可經(jīng)由類(lèi)似泛素化的過(guò)程與目標蛋白質(zhì)上特定的賴(lài)氨酸支鏈形成共價(jià)鍵，修飾目標蛋白質(zhì)，而這個(gè)過(guò)程同樣可能參與NFAT功能的調控。此外，NFAT在脊椎動(dòng)物發(fā)育中有一定的作用。在神經(jīng)系統中，NFAT的活化與神經(jīng)元的凋亡與損傷也存在著(zhù)密切的聯(lián)系。

以NFAT蛋白為靶點(diǎn)的臨床藥物的開(kāi)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，長(cháng)期注射鋰的小鼠腦部GSK-3活性被抑制，神經(jīng)元細胞發(fā)生NFAT3/4的核轉位，從而誘導死亡配體（Fas Ligand，FasL）表達水平的上升，激活FasL/Fas凋亡通路，下游凋亡蛋白酶caspase-3表達增加，從而誘導隨后的神經(jīng)元凋亡?；诋斍碍h(huán)孢菌素A（Cyclosporin A）等藥物在神經(jīng)系統應用的局限性，例如，在體外培養的皮層神經(jīng)元中，腦源性神經(jīng)營(yíng)養因子BDNF可以刺激NFAT依賴(lài)的轉錄，而使用CsA和FK506可以阻斷該過(guò)程；傳入神經(jīng)阻滯可以激活前腹側的耳蝸神經(jīng)元（anteroventral cochlearnucleus，AVCN）中的NFAT3，使其從細胞質(zhì)移位到細胞核，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調節信號的深入研究，將為篩選或者開(kāi)發(fā)更為高效、低毒藥物提供新的思路。