冷诱导蛋白CIRP和RBM3生物学功能研究进展

王春辉，李智军，陈 竺

（陆军军医大学边防卫勤训练大队内外科教研室，新疆呼图壁831200）

冷诱导蛋白CIRP和RBM3生物学功能研究进展

王春辉，李智军，陈 竺

（陆军军医大学边防卫勤训练大队内外科教研室，新疆呼图壁831200）

0 引言

在自然界中，当环境温度降低时动植物的代谢速率减慢，相应的蛋白质的合成速度也会降低．研究［1］最早发现拟南芥植物适应寒冷与干旱时体内AtGRP7（arabidopsis thaliana glycine-rich RNA binding protein 7）和 AtGRP8 （arabidopsis thaliana glycine-rich RNA binding protein 8）的表达会随着温度降低而升高．在哺乳动物以及两栖动物中，AtGRP7和AtGRP8的同源类似物 CIRP（cold-inducible RNA-binding protein）和 RBM3（RNA-binding motif protein 3）在寒冷刺激下同样表达上调，并能够调节转录和翻译，抵御寒冷与食物匮乏等外界刺激［2］．冷血动物如鱼等，在面临严重的冷刺激（8℃）时，CIRP类似物的表达也会升高，但是处于正常的环境温度（20℃～25℃）时CIRP类似物表达不会改变［3－5］．目前临床上已经证实低温疗法（32℃～34℃）有利于缓解婴幼儿缺血缺氧性脑病和成人的急性脑损伤引起的神经功能损伤［6－7］．虽然临床上在心脏或者移植手术中可能采用中度低温疗法（28℃ ～31．9℃）或者深度低温疗法（11℃～28℃）来降低代谢和循环，但是在术后恢复期仍建议使用CIRP和RBM3分泌高峰的32℃～34℃进行低体温疗法［8－9］．同时由于临床低体温治疗会引起许多致命的并发症，因此，CIRP和RBM3作为一种新的治疗方法在临床应用方面仍有许多问题有待解决［9－10］．研究［11］证实，CIRP 与 RBM3 除了在低温条件下发挥保护作用外，在常温下当机体面临内源性或者外源性应激刺激时也同样发挥着重要的细胞保护功能．本文将结合目前发表的文献，综合性、系统性地阐述CIRP与RBM3的生物学功能．

1 CIRP和RBM3的结构特征

CIRP由172个氨基酸组成，定位于19号染色体长臂 13．3 位点［12］， RBM3由 157个氨基酸组成，它的基因定位于 X染色体长臂 11．2位点［13］．CIRP和RBM3均包含一个保守的RNA结合域（RNA recognition motif，RRM），该结合域的氨基酸序列高度相似，且包含两个位于蛋白氨基末端的核糖核蛋白RNP1［（K／R）G（F／Y）（G／A）FVX（F／Y）］和 RNP2［（L／I）（F／Y）（V／I）（G／K）（N／G）-L］［14］．无论是 CIRP 还是RBM3，其RNP1与RNP2在结构与功能上都与冷休克蛋白（cold shock proteins，CSPs）相似，而原核细胞的CSPs会在温度骤降时发挥重要的保护作用．CIRP与RBM3因羧基端均包含一个较为保守的RGG（arginine-glycine-glycine）区域而归于富甘氨酸蛋白（glycine-rich proteins， GRPs）类［15］．

一般来讲，RNA结合蛋白在转录后的交互作用涉及到与目的片段的非编码区（3’-UTR）的结合，它跨越了从结束密码子到聚腺苷酸尾的核苷酸序列［16］．在紫外线的照射下，CIRP的RRM和RGG结合域结合到两个应激反应应答蛋白A（replication protein A，RPA）和硫氧还蛋白（thioredoxin，TRX）的非编码区（3’-UTR）后可以稳定mRNA以促进它们的翻译［17－18］．Chappell等［19－20］在 RBM3 的 5’端发现了目前用于病毒研究的一种生物技术工具IRES（internal ribosome entry site）．这个 RBM3的 IRES被证实是一个与RBM3的cDNA重组的位于18号染色体的THoc 1基因的cDNA克隆物．

不同的物种CIRP／RBM3在重要组织中的分布不同．在人类中，RBM3在甲状腺以及心脏中几乎没有表达，但是CIRP在这些组织中含量却十分丰富［21－22］．在黑熊这类冬眠动物中，RBM3 在肌肉、肝脏和心脏中都有表达，并且在松鼠冬眠晚期的心脏、肝脏、脑组织中均高表达［23－24］．间歇性低温暴露不会促进大鼠肌肉和肝脏组织表达CIRP，但在脑和心脏中表达升高［25］．在同一组织内，CIRP和RBM3的分布与细胞类型有关，在哺乳动物的睾丸组织中，CIRP主要在胚芽细胞中，而RBM3主要在支持细胞中［26－27］．

因为CIRP和RBM3在其羧基端都有预示核位置信号以及核质交换相关的RGG域，所以CIRP和RBM3主要存在于细胞核里面．在核里面他们主要调控基因的转录或者结合在mRNA用于转录后的调控．但是，CIRP和RBM3的位置并非固定的，在生理或者应激情况下，这两种蛋白质会通过传递从细胞核转移到细胞质［28］．同时在亚细胞水平，CIRP和RBM3的位置也受发育阶段和细胞类型的影响．如在出生后一周，RBM3主要存在于细胞核，然而在第二周则更多的传递到细胞质当中［29］．目前已经证实在青蛙的卵母细胞中xCIRP2主要作为细胞质蛋白来发挥作用［29］．同样的处于第一到第三阶段的小鼠精细胞CIRP在细胞质而不是在细胞核中表达，这也预示在单倍体细胞中，CIRP在细胞质发挥调控作用．在青蛙的xCIRP2的RGG区域已经确定了一个细胞核-质交换的通路（RG4），这一通路可以通过xPRMT1（精氨酸甲基转移酶）来达到甲基化以提高xCIRP2在细胞质中的聚集［30］．在哺乳动物中，由于细胞质应激以及内质网应激，CIRP的RGG区域的赖氨酸残基甲基化导致CIRP聚集在细胞质应激颗粒上，这一机制有别于应激颗粒介质 TIA-1的形成［31－32］．同时由于内质网应激，RBM3传递到内质网并调控蛋白激酶R样内质网激酶（protein kinase R-like ER kinase，PERK）．总的来说，这些研究揭示了在CIRP和RBM3进行细胞质与核之间传递时RGG区域的赖氨酸残基发挥着重要的作用．

2 CIRP和RBM3的表达

2．1 CIRP和RBM3的生理表达 在发育的早期，CIRP／RBM3是很重要的细胞因子．在两栖动物中，非洲爪蟾同源xCIRP-1在发育的肾和脑中会短暂的表达，并且在肾胚形成时xCIRP-1的表达也是必须的［33］．对哺乳动物而言，RBM3在出生后不久达到峰值，但在青年以及成人的脑中除了一些增殖活跃的区域，大部分区域 RBM3 的水平会较低［29，34］．这说明RBM3在维持神经干细胞的增殖和干细胞特性上发挥着重要作用．

CIRP和RBM3的表达是受昼夜调控的．CIRP表达的波峰在下午6点钟，凌晨3点钟表达量最小，其表达量的大小随着光线的明暗改变．这种波动只存在于幼鼠和成鼠，在新生鼠中没有这样的波动［35］．2012年，CIRP被认为是哺乳动物后转录模式中的昼夜交替节律基因以及CLOCK基因的调控子．研究［36］表明CIRP在睡眠阶段表达上调．在哺乳动物中，位于视交叉上核的中枢调控以及位于肝脏或者胰腺等组织的周围调控将昼夜交替与体温变化密切联系起来［37］．最近的研究［38］表明，在小鼠的肝脏细胞中，CIRP有利于温度敏感变化，这表明哺乳动物轻微的体温变化与外周组织的昼夜节律变化密切相关．由于肝脏和胰腺是基本的新陈代谢组织，营养必然会影响到这些组织的外周生物钟．禁食以及生酮饮食会破坏外周生物钟，诱导CIRP在肝脏中表达．在胰腺癌患者中，进食的时间会大大提高CIRP的生理表达，证明了CIRP表达的生理节律与肿瘤的治疗相关［39］．因此，目前认为，CIRP是调控哺乳动物昼夜节律的一部分，它不仅受体温的调节，也会对诸如光线等环境的变化进行精细的调控，同时还会控制昼夜节律变化的下游基因的表达．RBM3调节昼夜节律的机制主要是通过控制可变的聚腺苷酸化来完成．在遭受如躁郁症以及偏头痛等睡眠周期失调困扰的神经病患者中，外周淋巴细胞中RBM3是变化最为显著的因素［40］．

2．2 应激调控表达

2．2．1 低体温与高体温症 CIRP和RBM3是应激应答因子，多种应激条件都会使得它们的表达上调，特别是在寒冷应激时CIRP和RBM3的上调最为明显［21］．研究［26］早期，在哺乳动物的睾丸中发现了CIRP和RBM3的高表达．CIRP和RBM3的表达在试验性高温或者患隐睾症时会降低，在低体温情况下CIRP 的应答速度（6 h）明显高于 RBM3（12 h）［27］．

在哺乳动物细胞中，CIRP和RBM3在轻和中度低体温（28℃ ～34℃）时达到峰值，但是在高温下（39℃～42℃）表达则迅速下降．相反，在体外培养的细胞中高温（39℃～42℃）会导致CIRP和RBM3的严重降低．至少在神经细胞中，RBM3对温度的变化尤其敏感，即使是从37℃降低到36℃也足以诱导RBM3 的表达．大量的研究［28，32］结果证明，CIRP 和RBM3通过多种应激反应机制对小范围的温度变化作出应答．

在培养的组织或者细胞中，在中度低体温的早期CIRP上调的速度明显高于RBM3，但是在随后的复温过程中下降的也最快，这表明CIRP在应对冷刺激时的动态变化也较为迅速．当细胞暴露于寒冷的环境时，CIRP在暴露后3 h开始表达，在寒冷暴露12 h后达到峰值，但是在连续复温8 h后表达量降低为峰值的50%．相反地，RBM3在寒冷刺激3 h后表达上调，在24 h左右表达达到峰值，但是在连续复温8 h后，RBM3的表达量没有改变．但是CIRP和RBM3剂量应答的动力学机制还需要系统的生物学研究［9，41］．

2．2．2 缺氧 自然环境下，在海平面呼吸的空气含有21%的氧气，氧气在人体不同组织的富集差异较大．通过实验，人为降低氧分压（低氧血症）同各种急性和慢性损伤或者疾病导致的生理性低压一样，轻度（8%）或重度（1%）缺氧均可诱导CIRP和RBM3相同水平的表达，这种表达与体内的线粒体和缺氧诱导因子（hypoxia-inducible factor， HIF）无关［42］．在一个应用培养的神经干细胞（neural stem cells，NSCs）的体外模型中进行严重的缺氧以模仿局部的缺血实验中，缺氧会抑制CIRP的表达，导致细胞周期停滞．由于过氧化氢治疗可以抑制低体温诱导的CIRP的表达，并且轻微量的活性氧（reactive oxygen species，ROS）有利于NSCs的增殖，但是较大剂量对NSCs的增殖有害，有假说认为轻度的缺氧会导致ROS轻微的升高，从而促进CIRP的表达，但是严重的低氧或者缺血导致ROS表达过多而抑制CIRP的表达［43］．将怀孕晚期的小鼠暴露在严重的低氧环境中会导致胎盘和发育的大脑中HIF因子相关基因过表达，从而导致RBM3的表达下调［44］．总的来说，氧气调控的CIRP与RBM3的表达与氧含量有关，并且受到细胞易损性以及其他如缺血缺氧、肿瘤和感染等与发育以及病理有关因素的影响．

2．2．3 射线 依据 1997 年 Nishiyama 等［45］研究的CIRP的第一个特性，Sheikh等确定了紫外线诱导核不均一核糖核蛋白A18（heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A18，hnRNP A18），其很快被证实是仓鼠体内CIRP的同族物，并且与DNA损伤修复有关．相同的，具有电离效应的射线可以刺激一些hnRNP，包括可以促进射线导致的DNA损伤修复的CIRP．另外，由于宇宙中存在射线，故宇宙飞行也可以促进CIRP 和 RBM3 的表达［46］．

2．2．4 其他方式 毒素以及药物也可以促进CIRP和RBM3的表达．例如在大鼠的脑组织中具有神经毒性的软骨藻酸就可以提高CIRP和RBM3的mRNA的表达［47］．在小鼠白细胞细胞系中类胰岛素生长因子1（insulin-like growth factor， IGF-1）以及成纤维细胞生长因子 21（fibroblast growth factor 21， FGF21）等也可以促进CIRP和RBM3的表达［34］．在轻度的低温情况下，内源性或者外源性的褪黑素可以促进新生神经元RBM3的表达，而对成熟的神经元则没有此效应．最近已经证实二甲双胍和腺嘌呤核糖核苷酸（adenosine monophosphate， AMP）类似物 5-氨基-4-甲酰胺咪唑核糖核苷酸（5-aminoimidazole-4-carboxamide1-β-D-ribofuranoside， AICAR）可以通过干扰新陈代谢以及活化AMPK抑制RBM3的表达［34］．这些研究表明应激不仅是一个诱导剂，而且也可以成为冷诱导蛋白的抑制剂．

3 CIRP和RBM3的生物学功能

3．1 对脑细胞的功能 治疗性低温不仅能够有效减少原发性损伤，还可以保护急性局部缺血和脊髓损伤（spinal cord injury，SCI）导致的继发性损伤，并减缓慢行神经变性疾病的进程．在体外培养的原代神经元细胞或者类神经元细胞PC12中，这两种冷相关蛋白的功能都与抗凋亡有关［48］．

在脑局部缺血损失机制研究中，CIRP的作用仍存在争议．大鼠的海马区短暂的缺血后3～6 h通过RNA印记实验测量的CIRP的mRNA水平是降低的，但是在大脑皮层中连续48 h监测CIRP的mRNA水平是没有改变的［49］．但是，同样在大鼠的大脑皮层进行缺血模型的实验中，实时RT-PCR结果表明在缺血24 h后CIRP的mRNA水平平缓的增加5倍．与缺血相比，24 h内低温可以诱导CIRP的表达量达到原来的30倍，但是即使低温与缺血同时作用于大鼠，CIRP的表达量也不会超过原来的30倍［50］．研究［51］已证实诱导大脑的缺血再灌注损伤氧化应激的重要因素是ROS的水平升高．在PC12细胞中，已经有实验证明利用能够产生ROS的H2O2的处理可以下调CIRP的表达．当内源性或者人为增加CIRP的表达，在培养的神经元细胞中H2O2诱导的细胞凋亡受到显著抑制，这表明CIRP具有神经保护作用．与CIRP在细胞内的保护作用相比，将CIRP释放到血液中会激发有害的免疫反应［49－50］．有研究［52］表明无论在体内还是体外，短暂缺血后小神经胶质细胞释放的CIRP以及与随后CIRP介导的TNF-α的表达导致神经炎症和神经损伤．研究［52］表明细胞外的CIRP能够通过上调TNF-α和IL-1β的表达介导神经炎症反应．总之，在大脑缺血再灌注损伤中CIRP只要一直停留在细胞内就会保护神经细胞免于凋亡，但是一旦小神经胶质细胞等释放出CIRP，那么它就会在细胞水平介导严重的神经炎症反应．

最近的研究［53］表明，在埃尔茨海默以及朊病毒脑病模型中RBM3具有重要的神经保护作用．尤其是在小鼠受到冷刺激后明显分泌的RBM3能够预防神经元的损伤以及恢复突触连接．虽然其中的机制仍不清楚，但是有一种假说认为RBM3抑制了eIF2α激酶PERK，目前冷刺激已成为治疗埃尔茨海默疾病的潜在措施［54］．最近的研究［53］将 RBM3 与 PERK 的活性联系在一起，但是相关的分子学机制仍不清楚．

直到现在，研究普遍支持RBM3是常规的神经保护因子，但是CIRP既可以保护神经元细胞，也可以在释放后通过介导神经元炎症反应来诱导大量的神经元死亡．

3．2 对免疫系统的影响 从植物到哺乳动物，识别病原相关分子模式与损伤相关分子模式最原始最关键的部分是模式识别受体（pattern recognition receptors，PRRs）．2007年，最初发现植物的冷诱导蛋白AtGRP7与植物的免疫有关．AtGRP7会通过转录以及与PRRs的两种蛋白FLS2和EFR结合以显著提高PAMP引发的免疫应答［55］．同样地，哺乳动物的冷诱导蛋白也参与了先天免疫．2013年，在失血性休克和脓毒症模型中，CIRP被证实可以作为一个从心脏和肝脏释放到循环系统中的新的炎症介质．分泌出来的CIRP通过与TLR4-MD2复合体（一种哺乳动物的PRRs）结合发挥损伤相关分子的作用，通过刺激TNF-α和高迁移率族蛋白1（high mobility group box 1 protein，HMGB1）的分泌诱发炎症反应．同时，CIRP的分泌会受到TNF-α和HMGB1的抑制，这是一种负反馈调节．同之前讨论的在脑中CIRP发挥双重作用相同．最近的研究［56－57］表明，低体温能够诱导肝脏中的CIRP表达，并通过减少ROS的产生保护肝细胞，当用抗CIRP处理后会中和分泌到血清中的CIRP，从而显著减少免疫反应以及保护肝脏细胞避免缺血再灌注损伤．在腹主动脉瘤等动物实验中证实其他的抗CIRP疗法也能够治疗免疫相关的功能混乱．现如今，用ELISA试剂盒定量检测外周血中CIRP的分泌水平是可行的，这提供了一种新的诊断脓毒症的标准．另外，CIRP的缺陷是加快炎症反应阶段以及伤口愈合的进程．总的来说，释放到细胞外的CIRP通过引发炎症反应诱导对细胞的损伤．但是，在炎症的后期阶段，这些损伤的细胞会被炎症反应清除到体外，新生的细胞会代替原先的细胞发挥功能．这表明，CIRP介导的炎症反应也有其有利的一面．

3．3 对肿瘤细胞的影响 从上述总结可以推断出，CIRP以及RBM3均参与细胞周期和细胞增殖的调控，并且在增殖的细胞以及恶性肿瘤细胞中都有表达．因此它们被认为是原癌基因，在体内能够促进肿瘤细胞的增殖和转移，且与正常的组织相比在不同癌症中的表达也不相同［22］，另外它们在临床肿瘤的发展过程中也发挥相反的作用．RBM3的表达往往预示着良好的预后以及较低的复发率，但是CIRP与肿瘤细胞较差的化疗敏感性息息相关，是预后较差的标识物．

乳腺癌是女性发病率最高的癌症，RBM3在这类肿瘤细胞中表达水平的高低与临床的预后直接相关．在女性的生殖器官中，RBM3与顺铂敏感性相关，并且预示着卵巢内膜癌（epithelial ovarian cancer，EOC）较好的预后，其分子学机制可能是RBM3通过抑制较差预后的标识物MCM3、Chk1，Chk2等的表达改善EOC的预后［58］．前列腺癌与乳腺癌、EOC相似，RBM3是最为独立的一个前列腺癌生物标识物，其高表达预示着疾病进展以及复发的风险较小［59］．另一项研究［60］表明，RBM3通过抑制CD44的变异剪接来减弱前列腺癌细胞的干细胞特性和肿瘤特性．此外，在睾丸非精原细胞肿瘤中RBM3的表达越低，治疗失败的可能性越大．膀胱癌中减少RBM3的表达量会加剧肿瘤进程以及表示较差的预后，但是RBM3的高表达会减少并发淋巴管转移的风险［61］．高表达的RBM3能够改善结直肠癌的预后．因此，特别是在年轻的患者中，RBM3被认为是潜在的具有预警作用的生物标识物［62］．

在不同的肿瘤细胞中CIRP的表达是不相同的．在肝癌（hepatocellular carcinoma，HCC）中，曾有文献［63］报道CIRP通过控制ROS累积提高致癌性以及癌祖细胞的扩散，此外，HCC的复发也与肝脏中CIRP的表达呈正相关．在结肠直肠癌中，CIRP通过刺激细胞因子如TNF-α和IL-23等使其与肿瘤的发生以及慢行炎症相关．另外，至少在HCC中抑制CIRP可以起到治疗肿瘤的作用［63］．在垂体腺瘤中，有文献［64］报道CIRP的高表达会通过激活ERK1／2通路提高垂体腺瘤细胞的增殖侵袭性以及肿瘤的复发率．在口腔鳞状细胞癌中，CIRP通过与TLR4联合分泌影响短期生存率［65］．另外，目前认为CIRP可能通过增加一种重要的细胞周期的调节因子CyclinE1的表达参与导管癌转化为有侵袭性的乳腺癌的过程，因此在乳腺癌的转移过程中也会促进增殖以及肿瘤的进程［65］．

总之，尽管在细胞的原癌基因水平 CIRP和RBM3表现的特征相似，但是其在临床上的表现不同，CIRP是肿瘤预后较差的标识物，RBM3则是肿瘤预后较好的标识物．

4 调控CIRP和RBM3表达的通路

作为调控蛋白，CIRP和RBM3涉及关于细胞生长、衰老以及凋亡等不同细胞生理过程中复杂的信号通路．

4．1 干细胞特性 青蛙的xCIRP是非洲爪蟾蜍转录因子3（xenopus transcription factor 3， XTcf-3）的靶点，XTcf-3同时又是Wnt／β-连环蛋白通路上一个关键的介质，同时Wnt／β-连环蛋白通路也是调控干细胞以及祖细胞自我更新的主要通路．使用内源性β-连环蛋白的抑制剂GSK-3β可以上调CIRP的转录，磷酸化CIRP蛋白以及促进其向细胞质的传递．此外，CIRP也是发育期间胚胎细胞移动所必需的细胞因子，同时还可以维持 β-连环蛋白等粘附分子的分泌［18］．RBM3 同样涉及到 Wnt／β-连环蛋白通路．在结直肠癌细胞中，RBM3通过表达GSK3β活化激酶这一分子表达机制诱导干细胞化，同时也增强了β 连环蛋白通路［66］．

4．2 细胞周期 低温是已知的能够降低细胞增殖以及引起细胞周期阻滞的因素之一．目前更多系列的分子机制研究已经证实，在低温条件下CIRP可能通过调控细胞周期的不同阶段在细胞生长中发挥抑制作用．CIRP与人抗原 R基因（human antigen R，HuR）相互作用并且能够促进HuK表达．升高的HuR与CIRP协同作用会进一步促进调控G1／S期的细胞周期蛋白E1的分泌，促进有丝分裂．此外，CIRP通过Dyrk1b／Mirk激酶来抑制细胞周期蛋白D1和p27的磷酸化，从而加快G0／G1期到G1／S期的转换．另外，CIRP可以促进细胞周期从S期过渡到G2／M期．因此，研究［65］表明CIRP可以促进细胞的增殖．最近的研究［67］确认RBM3也能够有效促进细胞周期．不同于CIRP调控的G0／G1以及G1／S期，RBM3调控细胞周期G2／M期的转变．特别是在肿瘤细胞中敲除RBM3后会增加细胞凋亡蛋白酶介导的细胞凋亡以及与核细胞周期蛋白的耦合，磷酸化Cdc25c、Chk1和Chk2激酶，这意味着RBM3表达下调时会出现有丝分裂障碍，细胞将经历有丝分裂失败．从RBM3缺陷的小鼠中得到的小鼠胚胎成纤维细胞G2期的细胞明显增加，这意味着在有丝分裂时RBM3是必不可少的．这也能够解释为什么具有高表达RBM3的肿瘤细胞对化疗比较敏感，RBM3低表达以及不表达的肿瘤细胞相比高表达RBM3的肿瘤细胞预后较好［68］．

4．3 细胞凋亡 许多疾病中都存在凋亡现象，而且细胞凋亡可由许多内源性或者外源性的信号诱导，这表明调控它的信号通路很多．RNA结合蛋白家族也参与了调控凋亡的信号通路．有研究［69－70］揭示了至少部分CIRP参与保护低温细胞免于细胞凋亡．特别是CIRP可能通过线粒体途径抑制神经干细胞和皮质神经的凋亡，这一作用解释了治疗性低体温的保护作用．抑制p53、Fas以及细胞凋亡蛋白酶-3通路也有利于CIRP介导的抗细胞凋亡作用［71］．RBM3则通过抑制PARP分裂来抑制类神经元细胞PC12通过十字孢碱介导的细胞凋亡．RBM3相关的生存率或许与控制Bcl-2以及细胞凋亡蛋白的分泌有关［48］．

4．4 衰老 CIRP可以通过增加ERK1／2的磷酸化激活ERK1／2通路，这会促进细胞分裂并且避免复制型衰老．CIRP激活ERK1／2有利于垂体促肾上腺皮质激素细胞腺瘤的生长．另外，在HeLa细胞的端粒上也发现了CIRP．最近的研究发现，在正常以及低温的情况下CIRP能够维持端粒酶的活性．这些研究共同证明 CIRP 具有抗衰老的作用［64，72］．

4．5 内质网应激 当存在内质网应激时，非折叠蛋白在内质网内腔中聚集并且激活非折叠蛋白应答（unfolded protein response，UPR）来调控细胞．如果内质网应激持续存在，那么UPR将会启动凋亡程序．PERK-eIF2α-CHOP通路是UPR三条主要分支中的一条，并在UPR介导的细胞凋亡中发挥重要的作用．在持续的内质网应激下，RBM3抑制PERK和eIF2α的磷酸化，这会导致CHOP的表达减少，从而阻止细胞通过UPR途径诱导细胞凋亡．虽然RBM3是通过低温诱导的，但是低温本身可以激活UPR而不诱导细胞凋亡．在缺血诱导的内质网应激中，低温通过抑制UPR来阻止凋亡以起到积极的保护作用［28，73］．

5 结论及展望

本研究全面概括了CIRP以及RBM3的分子结构、表达规律、调节机制以及生物活性，并强调了其与体内多种生理和病理进程之间的关系．CIRP和RBM3蛋白在进化保守性、序列同源性、表达可诱导性方面具有相同的特性，但其生物功能完全不同．与正常的组织相比，肿瘤细胞中这两种蛋白都会表达上调，RBM3被一致认为是预后较好的生物标识物，CIRP则是预后较差的标识物．其中一种原因可能是RBM3可以促进有丝分裂，并且增加肿瘤细胞化疗的敏感性．另一个原因则是CIRP曾被认为是严重感染或者缺血损伤的重要有害介质，其分泌到细胞外会加重细胞损伤，而RBM3目前尚未在细胞外检测到．

回顾植物中CIRP和RBM3的同源基因AtGRP7和AtGRP8的功能有利于在哺乳动物中更深入的研究CIRP和RBM3．未来CIRP和RBM3应用于治疗的关键是将已知的关于CIRP和RBM3作用的知识转化为特殊的针对任意一种蛋白或者其通路的治疗方法，尤其是根据CIRP和RBM3在肿瘤细胞中的不同功能为临床诊治提供参考．

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Research progresses in biological functions of cold-inducible proteins CIRP and RBM3

WANG Chun-Hui， LI Zhi-Jun， CHEN Zhu
Department of Internal Medicine and Surgery，Military Frontier Defence Medical Service Training Group， Army Medical University，Hutubi 831200，China

The transcription of cold-inducible RNA-binding protein（CIRP） and RNA-binding motif protein 3 （RBM3） are upregulated under the low temperature．These two kinds of proteins have many similarities in the role of molecular and cellular levels， but each has its uniqueness．If CIRP was within the cells，it has a protective effect，but once released into the extracellular environment and enter into blood circulation，it will induce severe inflammation reaction，and then increase the symptoms and affect prognosis of patients with sepsis．However， RBM3 always has a protective effect both within and outsides of cells．Nowadays，quantitative detection of CIRP secretion level in peripheral blood is feasible by using ELISA kit，which has created a feasible new standard diagnosis of sepsis．In addition， high levels of CIRP and RBM3 expression have been analyzed in varies of human tumor．Studies indicated that the expression of RBM3 in the tumor tissues was positively associated with the survival of tumor patients，while CIRP expression was inversely linked to the survival of tumor patients．In this review， the molecular structure， expression features of CIRP and RBM3 and functions and regulatory mechanisms of CIRP and RBM3 in the physiological and pathological processes of inflammation and cancer development were summarized．

CIRP； RBM3； function； cancer； inflammation

在低温刺激下，CIRP和RBM3两种RNA结合蛋白表达上调．这两种蛋白在分子和细胞水平发挥的作用有其相似点但又各有其独特性．CIRP在细胞内对机体具有保护作用，可是一旦释放到细胞外进入血液循环便会诱发机体严重的炎症反应，加重脓毒症患者的症状并影响预后．而RBM3无论是在细胞内还是释放到细胞外始终对机体具有保护作用．现如今，用ELISA试剂盒定量检测外周血中CIRP的分泌水平是可行的，这提供了一种新的诊断脓毒症的标准．另外，在多种肿瘤细胞中均能检测到CIRP以及RBM3的高表达．研究发现，在化疗患者的肿瘤组织中，RBM3的高表达有利于提高化疗患者的生存率，而CIRP的高表达则会降低患者的生存率．本文主要对CIRP以及RBM3的分子结构、表达特点以及其在感染、肿瘤等病理生理状态下的功能及相关的调节机制进行综述．

CIRP；RBM3；功能；肿瘤；炎症

Q513

A

2095-6894（2017）12-45-08

2017－04－12；接受日期：2017－04－27

国家自然科学基金（81270400）

王春辉．博士．研究方向：休克．E-mail：wanghui7540＠ 126．com

陈 竺．博士，教授．研究方向：休克．Tel：0994-4964067 E-mail：584121010＠ qq．com