SOX2

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SRY盒-2(SRY:性别决定区,Sex Determining Region Y),又称“Sox2”(人的Sox2应写为SOX2),是一种对未分化的胚胎干细胞(ESC)、神经干细胞等再生能力以及多能性维持至关重要转录因子[6]。对Sox2的研究对干细胞生物学、再生医学的发展有重要意义[7]

Sox2
已知的结构
PDB直系同源搜索: PDBe RCSB
识别号
别名SOX2;, ANOP3, MCOPS3, SRY-box 2, Sox2, SRY-box transcription factor 2
外部IDOMIM184429 MGI98364 HomoloGene68298 GeneCardsSOX2
相关疾病
syndromic microphthalmia 3[1]
基因位置(人类
3号染色体
染色体3号染色体[2]
3号染色体
Sox2的基因位置
Sox2的基因位置
基因座3q26.33起始181,711,925 bp[2]
终止181,714,436 bp[2]
RNA表达模式


查阅更多表达数据
直系同源
物种人类小鼠
Entrez
Ensembl
UniProt
mRNA​序列

NM_003106

NM_011443

蛋白序列

NP_003097

NP_035573

基因位置​(UCSC)Chr 3: 181.71 – 181.71 MbChr 3: 34.7 – 34.71 Mb
PubMed​查找[4][5]
维基数据
查看/编辑人类查看/编辑小鼠

Sox2隶属于SOX转录因子家族。Sox转录因子家族在哺乳动物的发育过程中扮演重要角色。该家族的蛋白质都有一个保守的DNA结合结构域,长约80个氨基酸残基,称为高迁移率组(High-mobility group,HMG)盒结构域[6]

功能

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干性维持

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白血病抑制因子(LIF)能通过激活Sox2调控的下游,诸如JAK-STAT信号通路,继而激活Klf4Kruppel样因子家族下的一种蛋白质)的表达,以维持胚胎干细胞的干性。Oct4、Sox2以及Nanog能增强所有LIF调控的通路相关的蛋白质的表达[8]

Npm1英语Npm1是一种与细胞增殖相关的转录调节蛋白,在胚胎干细胞中能与Sox2、Oct4、Nanog形成蛋白复合物[9]。Sox2、Oct4、Nanog三个转录因子共同组成了一个与多能性维持相关的转录调控网络。Sox2能与Oct4一同与DNA非回文序列结合,以激活与多能性维持的关键因子转录[10]。令人惊讶的是,对Oct4-Sox2增强子的调控即使没有Sox2也可以发生,可能是因为其他Sox家族的蛋白质的表达。不过,已有研究人员确认Sox2在胚胎干细胞干性维持中的主要作用是控制Oct4的表达。另外,Oct4、Sox2一旦表达,就会自我维持持续表达的状态[11]

向体细胞中转入Sox2加上Oct4、c-Myc、Klf4四个因子的基因就可以诱导iPSC的产生[12]

一些Sox2、Oct4的结合位点的高甲基化以及miR134对Sox2的转录后抑制调控男性生殖细胞多能性丢失[13][14]

Sox2不同的表达水平决定了胚胎干细胞的分化命运。Sox2能抑制胚胎干细胞分化为中胚层、内胚层的细胞,并能促进其分化为外胚层的神经细胞[15]。在细胞分化为外胚层系细胞的过程中,Npm1/Sox2复合物能持续表达,说明Sox2在外胚层分化过程中发挥的重要作用[9]

通过对基因敲除鼠的研究,已证明Sox2表达的缺失会使神经畸形,对胚胎是致死的。进一步说明Sox2对胚胎发育的重要性[16]

神经干细胞

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神经发生过程中,Sox2在神经管细胞以及中枢神经系统祖细胞增殖过程中会表达。然而,在祖细胞退出细胞周期,进入G0期的过程中,Sox2的表达会下调[17]。细胞表达Sox2能促进细胞增殖,也能促进细胞分化为神经细胞,而细胞增殖和分化的能力正是干细胞的两个最显著的特征。表达Sox2的(Sox2+)神经干细胞能进行细胞分裂,产生与其相同的Sox2+神经干细胞,同时还能产生神经细胞前体细胞[18]

使用成体神经干细胞(其Sox2以及c-Myc的表达水平高于胚胎干细胞),只需要转入两种因子(其中一个必须是Oct4)就足以产生诱导多能性干细胞,减少了转入多个因子时可能产生的风险以及副作用[19]

眼畸形

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SOX2基因突变与双眼眼球炎,一种严重的结构性眼畸形有关[20]

癌症

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在肺发育过程中,Sox2控制支气管分支的形态发生以及空气通道上皮的分化[21]。在通常情况下,Sox2对气管上皮的基底细胞的自我更新以及比例维持至关重要。然而,Sox2的过表达会造成上皮增生,并最终在发育中以及成体小鼠体内诱发肺部癌变[22]

鳞状细胞癌中,常常可以检出3q26.3区基因的扩增。Sox2基因即位于该区域,说明Sox2是一种原癌基因。Sox2能诱发鳞状细胞癌,激活许多与肿瘤发生相关的基因表达。Sox2的过表达与Lkb1的不表达能促进小鼠肺部鳞状上皮细胞的癌变[23]。Sox2的过表达也可以激活细胞的迁移以及锚定非依赖性生长[24]

Sox2表达与高格里森分级英语gleason grade的前列腺癌有关,能促进去势抵抗性前列腺癌的生长[25]

SOX2的别构表达与结直肠癌中的细胞异常分化有关[26]。另外,Sox2与乳腺癌对他莫昔芬的抗性有关[27]

甲状腺激素的调控

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Sox2启动子的上游(即增强子区域)有三个甲状腺激素应答元件(TRE),甲状腺激素(T3)能通过这些区域下调Sox2的表达。在神经干细胞的增殖迁移过程中,TRα1(一种甲状腺激素的受体)的表达会上调。此现象提示甲状腺激素能通过甲状腺激素信号通路对Sox2进行转录抑制,促进神经干细胞从脑室下区迁出并分化。人胚胎发育过程中甲状腺激素的缺失,尤其是胚胎发育的头三个月中的缺失,会造成中枢神经系统发育的异常。因此,可以得出结论,在胚胎发育中,甲状腺激素水平低会造成神经性缺陷,诸如以发育不良为特征的呆小症[28]

相互作用

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Sox2能与Pax6英语Pax6、NPM1、Oct4之间发生相互作用[29][8][10]。已证明Sox2能与Oct3/4协同调控Rex1英语Rex1的表达[30]

参考

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  1. ^ 與Sox2相關的疾病;在維基數據上查看/編輯參考. 
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拓展阅读

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外部链接

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