轉(zhuǎn)錄因子Sp1與AP-2的研究進展*

杜葉平,武春梅 綜述，苗晉華 審校

(中國人民解放軍第二六四醫(yī)院檢驗科，山西太原 030001)

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轉(zhuǎn)錄因子Sp1與AP-2的研究進展*

杜葉平,武春梅 綜述，苗晉華△審校

(中國人民解放軍第二六四醫(yī)院檢驗科，山西太原 030001)

關鍵詞:轉(zhuǎn)錄因子特化蛋白1；轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白-2;腫瘤；綜述

轉(zhuǎn)錄因子是能與位于轉(zhuǎn)錄起始位點上游50～5 000 bp的順式作用元件、沉默子或增強子結合并參與調(diào)節(jié)靶基因轉(zhuǎn)錄效率的一組蛋白，并能將來自細胞表面的信息傳遞至核內(nèi)基因。轉(zhuǎn)錄因子通常有幾個功能域，可分為DNA結合域、轉(zhuǎn)錄調(diào)控域及自身活性調(diào)控域，DNA結合域可與特定的DNA序列(一般長8～20 bp)相互作用，使轉(zhuǎn)錄因子與靶基因中特定轉(zhuǎn)錄因子結合位點結合起來，進而轉(zhuǎn)錄調(diào)控域就可發(fā)揮其激活或抑制作用。

1轉(zhuǎn)錄因子特化蛋白1(Sp1)和轉(zhuǎn)錄因子激活蛋白-2(AP-2)基因結構特點及相互作用機制

轉(zhuǎn)錄因子在惡性腫瘤的發(fā)病機制中起重要作用，可作為一個新的治療靶點。AP-2家族由5個相對分子質(zhì)量為52×103的亞型(AP-2α、AP-2β、AP-2γ、AP-2δ和AP-2ε)組成，具有獨立編碼基因。5個亞型具有共同的結構，N末端有富含脯氨酸/谷氨酸的轉(zhuǎn)錄激活獨立影響細胞的分化和發(fā)展，以及促進或抑制癌癥的發(fā)生發(fā)展[1]。

轉(zhuǎn)錄因子Sp1是首個被證實的Sp1/Krüppel家族成員，DNA結合區(qū)域在Sp家族中是最保守的。Sp1的DNA結合區(qū)域包含3個Cys2His2鋅指結構，突變分析顯示鋅指結構2和3在DNA結合活性起重要作用。Sp1可以通過磷酸化、乙酰化、糖基化、甲基化等多種翻譯后修飾，調(diào)控編碼蛋白和非編碼基因等多種基因的表達和活性[2]。在真核基因表達過程中，經(jīng)常會發(fā)生轉(zhuǎn)錄干擾的現(xiàn)象，即一個轉(zhuǎn)錄因子過表達導致另一個轉(zhuǎn)錄因子的表達受到抑制。AP-2抑制Sp1依賴的轉(zhuǎn)錄活性解釋為三種模型：(1)立體位阻模型：AP-2通過Sp1特異的立體干擾機制，干擾Sp1基因的轉(zhuǎn)錄起始活性，進而抑制SP1啟動子活性；(2)相互作用模型：Sp1與AP-2相互作用影響Sp1-DNA復合體結構；(3)競爭模型：AP-2與Sp1的結合位點有重疊，AP-2競爭性抑制Sp1結合位點[3]。

2轉(zhuǎn)錄因子Sp1與AP-2在不同腫瘤中的作用

腫瘤的發(fā)生發(fā)展依賴的因子，包括生長因子及其受體、細胞外基質(zhì)蛋白類、蛋白類、炎癥趨化因子、細胞黏附分子等。這些因子的表達受外環(huán)境和微環(huán)境的影響，受基因和外界因素的影響。

轉(zhuǎn)錄因子AP-2α在細胞分化發(fā)生中調(diào)節(jié)一些基因的表達情況。因此，AP-2α的表達缺失可能會導致細胞的分化、增殖、侵襲和轉(zhuǎn)移。有研究報道顯示，在胃癌、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、和一些其他的一些惡性腫瘤中，AP-2α具有腫瘤抑制作用[4-10]。

在哺乳動物和細菌中，Sp1是第一個被鑒定克隆的轉(zhuǎn)錄因子和特異性DNA結合蛋白，Sp1是一種普遍存在的轉(zhuǎn)錄因子，牽涉到不同的生物進程，包括細胞增殖及生長進程，Sp1的異?；罨c多種腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關[11-16]。

2.1胃癌中的作用Zhou C等報道[17]，Sp1在胃癌中呈現(xiàn)過表達狀態(tài)，可在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控人類MTA2基因啟動子(-1 043～-843 bp)區(qū)域，進而上調(diào)MTA2基因的表達。在胃癌SGC-7901細胞和AGS細胞中基因敲除MTA2，可抑制細胞的侵襲和遷移。

Wang等[1]研究證實，AP-2α在胃癌的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。單變量分析顯示，在胃癌組織中，AP-2α的表達減低與患者的生存率密切相關。多因素分析表明，在胃癌患者中，AP-2α的表達情況與一些傳統(tǒng)的腫瘤預測因素，比如腫瘤位置，腫瘤大小，腫瘤深度，淋巴結轉(zhuǎn)移位置及轉(zhuǎn)移情況等，均可作為獨立的風險評估因素。結果表明，AP-2α表達減低，對胃癌患者來說是個不利因素，可能提示胃癌患者預后不良，同時，AP-2α可作為胃癌患者的一個新的預后因素。

2.2大腸癌中的作用AP-2α表達缺失與大腸癌的進展密切相關，例如，在大腸癌中，AP-2α的表達缺失，會解除管制c-Kit、MCAM/MUC18、PAR-1、MMP-2等基因的表達，抵制凋亡、黏附上皮細胞，增加血管發(fā)生和侵襲，進而促進轉(zhuǎn)移表型。將全長AP-2α轉(zhuǎn)染入AP-2α缺失的大腸癌sw480細胞中，導致E-cadherin表達上調(diào)，MMP-9表達下調(diào)，同時，細胞生長受到抑制、細胞的侵襲潛能明顯下降。AP-2α在大腸癌中扮演著腫瘤抑制基因的角色[18]。在大腸癌SW480細胞中，Sp1是一個關鍵的轉(zhuǎn)錄因子可調(diào)節(jié)OPN基因的表達，進而影響細胞的黏附、遷移和侵襲[19]。

2.3乳腺癌中的作用乳腺癌中，核因子AP-2的表達減低與疾病進展和增加侵襲能力密切相關，同時， AP-2可作為一個獨立因素，預測乳腺癌復發(fā)風險，AP-2的表達減低，提高了乳腺癌的復發(fā)風險。在乳腺癌細胞中，Sp1通過直接與FOXF2基因啟動子區(qū)域結合進而上調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)錄活性，F(xiàn)OXF2表達缺失通過激活EMT程序增加細胞侵襲活性。通過廢除Sp1啟動子結合區(qū)域，影響DNA甲基化沉默F(xiàn)OXF2表達，影響Sp1結合FOXF2的功能，進而抑制其生物學進展[20]。

3轉(zhuǎn)錄因子Sp1與AP-2共同調(diào)節(jié)靶基因

Liu等[21]報道，轉(zhuǎn)錄因子Sp1和AP-2α可通過結合人類KCTD10基因啟動子的近側(cè)區(qū)域，共同調(diào)節(jié)KCTD10基因的轉(zhuǎn)錄表達。KCTD10基因啟動子區(qū)域既不包含TATA盒也不包含CCAAT盒，但是在CpG島附近發(fā)現(xiàn)有轉(zhuǎn)錄起始位點。缺失誘變提示在-108至+30區(qū)域是啟動活性所必需的，定點突變分析顯示KCTD10啟動子近側(cè)區(qū)域，發(fā)現(xiàn)了Sp1和AP-2α兩個重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)元件，體內(nèi)染色質(zhì)免疫共沉淀分析顯示Sp1和AP-2α可與KCTD10基因啟動子的近側(cè)區(qū)域結合。使作熒光素酶報告含量測定、實時定量PCR、western blot分析，過表達Sp1和RNA干擾AP-2α顯示結合于啟動子近側(cè)區(qū)域的Sp1可刺激KCTD10基因的啟動子活性，促進野生型KCTD10基因的表達，相反，結合AP-2α的區(qū)域出現(xiàn)了相反的功能。

Chen等[22]報道，在K3基因的300 bp處有兩個重要的DNA作用元件，其中之一是E，位于K3基因啟動子區(qū)域的-210～-181 bp，包含Sp1和AP-2兩個潛在的結合基序。分化的角膜上皮細胞包含可結合E作用元件的Sp1和AP-2類核蛋白，Sp1和AP-2缺失突變可降低K3基因70%的啟動子活性。這些結果證實了在分化角膜上皮細胞中，Sp1和AP-2在激活K3基因表達中伴演著重要的角色，但是在未分化角膜上皮細胞中尚不清楚。

Schewe等[23]報道，與腫瘤轉(zhuǎn)移密切相關的u-PAR基因，其啟動子區(qū)域-152/-135有Sp1和AP-2α的特異性結合位點。在結腸癌患者中，有AP-2α的腫瘤特異性結合位點的占53.5%，Sp1特異性結合位點的占50.7%。Sp1和AP-2α對不同形式u-PAR基因的調(diào)控，起著重要作用。

Hongwei Qin等[24]報道，MMP-2在人類星形神經(jīng)膠質(zhì)瘤中高度表達，可促進細胞的侵襲活性。MMP-2啟動子包含潛在的順式作用元件：cAMP反應結合蛋白、AP-1、AP-2、PEA3、C/EBP和Sp1。缺失突變和定點誘變分析表明，MMP-2基因-91/-84區(qū)域有Sp1結合位點，-61/-53區(qū)域有AP-2結合位點，共同調(diào)節(jié)MMP-2基因的侵襲活性。共轉(zhuǎn)染實驗表明，在Sp缺失的SL2細胞中，Sp1和Sp3通過與MMP-2啟動子區(qū)域結合，可提高MMP-2基因的活性。在AP-2缺失的HepG2細胞中，過表達AP-2同樣可提高MMP-2啟動子活性。這些結果表明Sp1、Sp3和 AP-2可共同調(diào)節(jié)MMP-2基因的組成型表達。

綜上所述，在眾多研究中報道，Sp1和AP-2α的表達在不同腫瘤中，都呈現(xiàn)出一定的負相關，Sp1和AP-2α的表達上調(diào)或下降共同調(diào)控著不同靶基因的表達，二者相互影響，進而調(diào)節(jié)胃癌、大腸癌、乳腺癌等不同的腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。

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(收稿日期：2015-12-25)

DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2016.08.032

文獻標識碼：A

文章編號：1673-4130(2016)08-1094-03

基金項目：山西省自然科學基金資助項目(2013011043-4)。

作者簡介：杜葉平，女，主管技師，主要從事腫瘤分子生物學的研究?！魍ㄑ缸髡?，E-mail：dyphappiness@163.com。