轉(zhuǎn)錄因子POU2F2在腫瘤中的研究進(jìn)展

孫邦皓，袁麗杰

(哈爾濱醫(yī)科大學(xué)(大慶)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)學(xué)院生物化學(xué)教研室，黑龍江 大慶 163319)

腫瘤是現(xiàn)代社會(huì)較常見且對(duì)人類健康威脅極大的一類疾病，具有不易察覺、高分化、生長(zhǎng)迅速、易轉(zhuǎn)移、致死率高等特點(diǎn)。約90%的腫瘤患者死于腫瘤轉(zhuǎn)移[1]，還有很多腫瘤患者的早期癥狀并不明顯，明確診斷時(shí)已為晚期。腫瘤的發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，涉及的生物學(xué)過程也多種多樣。目前，手術(shù)切除、放療、化療等是常見的腫瘤治療方法，但給患者帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)壓力和身心痛苦。因此，明確腫瘤的發(fā)病機(jī)制，尋找腫瘤的診斷標(biāo)志物，做到早診斷、早治療是腫瘤防治的重點(diǎn)。轉(zhuǎn)錄因子指能夠結(jié)合基因啟動(dòng)子上游的特定核苷酸序列并能夠調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的一類蛋白質(zhì)，它的功能是調(diào)節(jié)基因，以確保在細(xì)胞和生物體的整個(gè)生命過程中，使基因能夠在正確的時(shí)間以正確的量在正確的細(xì)胞中表達(dá)[2]。轉(zhuǎn)錄因子可以通過多種方式調(diào)節(jié)基因的表達(dá)，包括基于其蛋白質(zhì)亞基識(shí)別特定DNA序列、調(diào)節(jié)RNA聚合酶與模板DNA的結(jié)合[3]；催化組蛋白的乙?；蛎撘阴；痆4]；向轉(zhuǎn)錄因子DNA復(fù)合物中募集共激活蛋白或共抑制蛋白[5]。POU 2級(jí)同源框2(POU class 2 homeobox 2，POU2F2)是轉(zhuǎn)錄因子POU家族的一員，在免疫細(xì)胞發(fā)育、神經(jīng)元發(fā)育以及腫瘤的發(fā)生、發(fā)展等生物學(xué)過程中均起著十分重要的調(diào)控作用，現(xiàn)就POU2F2在腫瘤中的研究進(jìn)展予以綜述。

1 POU2F2概述

1.1POU轉(zhuǎn)錄因子家族 POU轉(zhuǎn)錄因子家族是根據(jù)家族中最先發(fā)現(xiàn)的4個(gè)轉(zhuǎn)錄因子來(lái)命名的，即哺乳動(dòng)物垂體特異轉(zhuǎn)錄因子1、八聚體結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子(octamer-binding transcription factor，Oct)-1、Oct-2和POU同源盒基因Unc-86[6]。目前，人們認(rèn)為SMART(simple modular architecture research tool)數(shù)據(jù)庫(kù)中有超過150個(gè)POU轉(zhuǎn)錄因子參與多個(gè)信號(hào)事件[7]。雖然這只是整個(gè)POU家族中已知的一小部分，但這些發(fā)現(xiàn)表明POU轉(zhuǎn)錄因子家族參與調(diào)控了許多發(fā)育過程，因此其在人類生長(zhǎng)和發(fā)育中具有重要作用[8]。

POU2F2是POU轉(zhuǎn)錄因子家族(POU域)的成員之一，定位于人類第19號(hào)染色體長(zhǎng)臂13區(qū)2帶上，與Oct-1和Oct-11共同形成POU家族的第二類；POU2F2在轉(zhuǎn)錄后經(jīng)過不同切割產(chǎn)生3種轉(zhuǎn)錄本，其中Oct2a和Oct2b在B細(xì)胞中含量最高，它們也存在于腦、腸、睪丸以及腎臟等多種器官和組織中，但兩者在不同組織中的比例有所不同[9]。另外，POU2F2的N端有一個(gè)長(zhǎng)度約為75個(gè)氨基酸的POU特異性結(jié)合域，此結(jié)合域可以特異性識(shí)別細(xì)胞或病原體DNA上的5′-ATTTGCAT-3′位點(diǎn)，從而調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)[10]。

1.2POU2F2的生理功能

1.2.1POU2F2與神經(jīng)元發(fā)育 神經(jīng)元遷移是中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的關(guān)鍵過程，可使神經(jīng)元到達(dá)神經(jīng)實(shí)質(zhì)中的適當(dāng)位置，并正確整合到神經(jīng)回路中，適當(dāng)?shù)纳窠?jīng)元分布對(duì)于充分形成脊髓回路至關(guān)重要。Harris等[11]通過GEO(Gene Expression Omnibus)數(shù)據(jù)庫(kù)得知，POU2F2在Onecut轉(zhuǎn)錄因子突變的脊髓中顯著高表達(dá)；原位雜交結(jié)果顯示，在雞的胚胎脊髓中過表達(dá)POU2F2可導(dǎo)致脊髓V2神經(jīng)元的分布位置發(fā)生改變。另有研究表明，Onecut轉(zhuǎn)錄因子在脊髓背側(cè)中間神經(jīng)元中調(diào)節(jié)POU2F2的表達(dá)，過表達(dá)POU2F2可導(dǎo)致背側(cè)中間神經(jīng)元5的數(shù)量變化，也會(huì)導(dǎo)致背側(cè)中間神經(jīng)元2～6在脊髓中分布位置發(fā)生變化[12]。因此，Onecut-POU2F2可以進(jìn)行級(jí)聯(lián)調(diào)節(jié)，進(jìn)而影響胚胎發(fā)育過程中脊髓V2神經(jīng)元及背側(cè)中間神經(jīng)元的多樣化和位置分布[13]。

1.2.2POU2F2與免疫

1.2.2.1POU2F2與B細(xì)胞 POU2F2是B細(xì)胞在體內(nèi)成熟的必要條件，它可以在B細(xì)胞中充當(dāng)免疫球蛋白的DNA結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活因子，通過增強(qiáng)八聚體的轉(zhuǎn)錄活性影響B(tài)細(xì)胞的發(fā)育，也可以通過影響脾酪氨酸激酶基因的表達(dá)影響B(tài)細(xì)胞受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[14]。B1細(xì)胞和B2細(xì)胞是B細(xì)胞的兩個(gè)亞型，它們的生存狀態(tài)受微RNA(microRNA，miRNA/miR)-210的調(diào)控。啟動(dòng)子分析和染色質(zhì)沉淀分析證明，miR-210轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游某位點(diǎn)可以與POU2F2相結(jié)合，且與正常表達(dá)POU2F2的小鼠脾臟B細(xì)胞相比，缺乏POU2F2小鼠脾臟B細(xì)胞中miR-210的表達(dá)水平顯著降低，可見POU2F2可以調(diào)控miR-210的表達(dá)，而在小鼠體內(nèi)過表達(dá)miR-210會(huì)導(dǎo)致B1細(xì)胞自主擴(kuò)增及B2細(xì)胞的適應(yīng)性受損，因此可以通過調(diào)控POU2F2來(lái)影響miR-210的表達(dá)，進(jìn)而影響B(tài)1、B2兩種細(xì)胞的狀態(tài)及其參與的免疫反應(yīng)[15]。

1.2.2.2POU2F2與漿細(xì)胞分化及巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng) 成紅細(xì)胞特異性轉(zhuǎn)化(erythroblast transformation specific，ETS)轉(zhuǎn)錄因子家族的SPIB在巨球蛋白血癥患者的淋巴漿細(xì)胞內(nèi)高表達(dá)，SPIB可以抑制漿細(xì)胞分化，在巨球蛋白血癥患者的淋巴漿細(xì)胞中，POU2F2高表達(dá)；在健康供體CD19+細(xì)胞中，高表達(dá)POU2F2可以誘導(dǎo)SPIB轉(zhuǎn)錄，表明可以通過調(diào)控POU2F2的表達(dá)影響轉(zhuǎn)錄因子SPIB的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而控制巨球蛋白血癥患者的漿細(xì)胞分化[16]。一氧化氮是巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵介質(zhì)之一，能以非特異性方式殺死微生物和贅生性細(xì)胞[17]。誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(induable nitric oxide synthase，iNOS)是控制一氧化氮釋放的主要調(diào)控元件，而POU2F2的激活是iNOS基因轉(zhuǎn)錄激活的關(guān)鍵步驟。在經(jīng)過脂多糖處理的巨噬細(xì)胞中，POU2F2可以與iNOS啟動(dòng)子相結(jié)合，而加入曲古抑菌素A可以使該結(jié)合失效，從而抑制POU2F2的表達(dá)，表明在脂多糖處理的巨噬細(xì)胞中，曲古抑菌素A可以通過抑制POU2F2的表達(dá)降低iNOS的表達(dá)，減少一氧化氮的產(chǎn)生，進(jìn)而影響巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)[18]。

2 POU2F2與腫瘤

2.1POU2F2與胃癌 胃癌是全世界病死率居第三的惡性腫瘤，具有極高的侵襲性和遷移性，已成為人類健康的巨大威脅[19]。有研究表明，POU2F2在具有高轉(zhuǎn)移潛能的胃癌細(xì)胞中異常高表達(dá)，在具有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的胃癌組織中也異常高表達(dá)，且POU2F2高表達(dá)患者的生存期顯著短于POU2F2低表達(dá)患者，可見POU2F2在胃癌中是一個(gè)促癌因子；經(jīng)過生物信息學(xué)分析以及聚合酶鏈反應(yīng)和測(cè)序結(jié)果可知，Roundabout 1(Robo1)基因是POU2F2的靶基因，其啟動(dòng)子區(qū)(-880～-873)含有能夠與POU2F2結(jié)合的序列[20]。在胃癌細(xì)胞中過表達(dá)POU2F2可導(dǎo)致Robo1表達(dá)水平升高、胃癌細(xì)胞遷移能力增強(qiáng)，而Robo1表達(dá)水平恢復(fù)正常后，胃癌細(xì)胞的遷移能力也恢復(fù)正常，這表明在胃癌細(xì)胞中POU2F2通過調(diào)控Robo1影響胃癌細(xì)胞的遷移能力；另外，胃癌患者體內(nèi)核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)活性增強(qiáng)也可導(dǎo)致POU2F2和Robo1的表達(dá)量相應(yīng)升高，并可激活SLIT2(slit guidance ligand 2)/Robo1通路，刺激胃癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移；在胃癌患者中，POU2F2的表達(dá)不僅受NF-κB轉(zhuǎn)錄激活的調(diào)控，還受miR-218的影響，生物信息學(xué)表明，POU2F2的3′非翻譯區(qū)(3′-untranslated region,3′UTR)含有miR-218的結(jié)合位點(diǎn)，通過人為干擾miR-218的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，隨著miR-218表達(dá)的變化，POU2F2、Robo1的表達(dá)量以及胃癌細(xì)胞的遷移能力均隨之變化，可見通過調(diào)控miR-218抑制 POU2F2的表達(dá)，影響NF-κB/POU2F2/SLIT2/Robo1信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，可以抑制胃癌的發(fā)生、發(fā)展[21]。

2.2POU2F2與前列腺癌 前列腺癌是全世界發(fā)病率居第二的男性腫瘤，其早期癥狀不顯著且好發(fā)骨轉(zhuǎn)移[22]，在早期的診斷和治療方面均存在一定的困難。Dhingra等[23]創(chuàng)立了一種新的計(jì)算方法——RegNetDriver計(jì)算法，并通過此方法進(jìn)行生物信息學(xué)分析和預(yù)測(cè)，建立了一個(gè)新的前列腺癌調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，POU2F2在前列腺癌組織與正常組織中的表達(dá)量有差異，且表達(dá)量與POU2F2及其靶基因結(jié)合處的甲基化水平有關(guān)，甲基化水平越高，POU2F2的表達(dá)量越低；另外，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，由于POU2F2處于較中心的位置，因此它的異常表達(dá)有可能導(dǎo)致前列腺調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生大規(guī)模變化，使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化為致瘤狀態(tài)，進(jìn)而誘發(fā)前列腺癌。

2.3POU2F2與乳腺癌 乳腺癌是較為常見的女性腫瘤之一[24]。近年來(lái)乳腺癌的發(fā)病率逐漸升高，且發(fā)病年齡趨于年輕化[25]。有很多患者為了治療不得不切除乳房，承受著巨大的身心壓力。有研究表明，煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(nicotinamide phosphoribosyl transferase，NAMPT)可以促進(jìn)三陰性乳腺癌的進(jìn)展和轉(zhuǎn)移，且其表達(dá)量與患者的生存率相關(guān)，NAMPT表達(dá)量越高，患者的生存率越低，POU2F2可以與NAMPT的長(zhǎng)鏈非編碼反義轉(zhuǎn)錄物相互作用，從而激活NAMPT的轉(zhuǎn)錄[26]，因此可以通過敲低POU2F2的表達(dá)抑制NAMPT的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而減緩三陰性乳腺癌的腫瘤轉(zhuǎn)移和疾病進(jìn)展。另外，在乳腺癌細(xì)胞系MDA-MB-231中，iNOS可以控制一氧化氮的釋放量，進(jìn)而調(diào)控相應(yīng)的免疫反應(yīng)，但乳腺癌細(xì)胞系MDA-MB-231中iNOS的表達(dá)量與其他乳腺癌細(xì)胞系有差異，染色質(zhì)免疫沉淀結(jié)果顯示，POU2F2與POU2F1在iNOS的啟動(dòng)子位點(diǎn)形成了更復(fù)雜的復(fù)合物，可以抑制iNOS表達(dá)，繼而減少一氧化氮排放，減輕免疫反應(yīng)，維持MDA-MB-231細(xì)胞系的正常生長(zhǎng)[27]?？傊琍OU2F2在乳腺癌的發(fā)生、發(fā)展過程中起促進(jìn)作用，是乳腺癌的促癌因子。因此，抑制POU2F2表達(dá)可能為乳腺癌的治療提供新思路。

2.4POU2F2與胰腺癌 胰腺癌是一種難治的惡性腫瘤，早期確診率不高，患者5年生存率低于6%[28]，預(yù)后較差。間皮素是一種細(xì)胞表面糖蛋白，能夠增強(qiáng)腫瘤的增殖、侵襲和遷移能力，大多數(shù)胰腺癌患者體內(nèi)的間皮素含量顯著高于健康人[29]。Marin-Muller等[30]研究發(fā)現(xiàn)，在胰腺癌細(xì)胞中，間皮素含量過高可導(dǎo)致NF-κB的組成性激活，進(jìn)而誘導(dǎo)POU2F2高表達(dá)，并導(dǎo)致miR-198表達(dá)下調(diào)。經(jīng)過生物信息學(xué)預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)，前B淋巴細(xì)胞白血病轉(zhuǎn)錄因子1(pre-B-cell leukemia transcription factor 1，PBX-1)的3′UTR有一個(gè)miR-198的潛在結(jié)合位點(diǎn)，含纈酪肽蛋白(valosin-containing protein，VCP)的3′UTR也有一個(gè)miR-198的潛在結(jié)合位點(diǎn)；熒光素酶報(bào)告基因結(jié)果顯示，miR-198直接靶向VCP和PBX-1，而PBX-1-VCP調(diào)節(jié)軸的高表達(dá)與癌癥轉(zhuǎn)移、癌細(xì)胞存活率增加以及預(yù)后不良有關(guān)[29]。由此可見，POU2F2可以通過調(diào)控miR-198加快胰腺癌的發(fā)展進(jìn)程，使細(xì)胞的致瘤性增強(qiáng)[30]，miR-198直接和間接參與調(diào)控的致瘤性靶分子(PBX-1、VCP等)均有望成為治療胰腺癌的潛在靶點(diǎn)。

2.5POU2F2與淋巴瘤 近年來(lái)，有關(guān)POU2F2的報(bào)道大部分是關(guān)于淋巴瘤的。淋巴瘤是一類起源于淋巴細(xì)胞的血液惡性腫瘤，易擴(kuò)散到肺部、肝部和腦部。淋巴瘤患者的基因具有很強(qiáng)的突變性，POU2F2是淋巴瘤患者常見的突變基因之一。濾泡性淋巴瘤是最常見的惰性B細(xì)胞淋巴瘤，約85%的病例有基因突變[31]。Li等[32]通過大量測(cè)序證明POU2F2是濾泡性淋巴瘤的突變基因之一，基因發(fā)生錯(cuò)義突變后轉(zhuǎn)錄和翻譯生成的產(chǎn)物均與原來(lái)不同，其原有的生物學(xué)功能也會(huì)隨之變化。因此，濾泡性淋巴瘤的發(fā)生、發(fā)展受POU2F2的影響。此外，POU2F2也是彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤的突變基因之一，它可以促進(jìn)彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤的生長(zhǎng)，且?guī)缀跛械膹浡源驜細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞系的生長(zhǎng)均依賴POU2F2及其共激活因子OCA-B的表達(dá)；在彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤患者的活體組織中，可以檢測(cè)到POU2F2基因座的擴(kuò)增及其結(jié)合域中223位蘇氨酸發(fā)生突變，這種突變會(huì)影響轉(zhuǎn)錄過程中POU2F2與DNA的結(jié)合；敲除小鼠體內(nèi)的POU2F2基因后，小鼠生發(fā)中心可以正常生成B細(xì)胞，但B細(xì)胞的增殖水平降低，且B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞的過程被阻斷，這可以阻止彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤的生長(zhǎng)[33]。Pileri等[34]研究發(fā)現(xiàn)，ETS轉(zhuǎn)錄因子家族的轉(zhuǎn)錄因子SPIB和PU.1可以激活B淋巴瘤細(xì)胞分化所需基因的轉(zhuǎn)錄；經(jīng)過測(cè)序發(fā)現(xiàn)，SPIB和PU.1這兩個(gè)轉(zhuǎn)錄因子的模體大致相似，且調(diào)控B淋巴瘤細(xì)胞分化的基因上游啟動(dòng)子區(qū)域存在其結(jié)合序列，但也有測(cè)序結(jié)果顯示POU2F2的結(jié)合位點(diǎn)僅存在于PU.1的占用區(qū)域內(nèi)，而不存在于SPIB的占用區(qū)域內(nèi)。這一差別揭示了不同的轉(zhuǎn)錄因子激活B淋巴瘤細(xì)胞分化途徑的不同，為以后的研究提供了方向。

此外，POU2F2還可以作為潛在標(biāo)志物診斷間變性大細(xì)胞淋巴瘤。POU2F2也在霍奇金淋巴瘤中高表達(dá)，包含POU2F2在內(nèi)的4種轉(zhuǎn)錄因子的集合可以用來(lái)鑒別診斷霍奇金淋巴瘤(以結(jié)節(jié)性淋巴瘤細(xì)胞為主)與經(jīng)典霍奇金淋巴瘤[35]。由以上研究可知，POU2F2在多種淋巴瘤中處于異常表達(dá)狀態(tài)，其中既包括基因突變狀態(tài)又包含高表達(dá)狀態(tài)。因此，POU2F2所調(diào)控的某一生物學(xué)過程有可能成為揭示淋巴瘤發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵，這或?qū)⒊蔀橐院蟮难芯糠较颉?/p>

2.6POU2F2與其他腫瘤 除了上述幾種腫瘤外，POU2F2還可以影響其他很多腫瘤的生長(zhǎng)。Mayol等[36]認(rèn)為，在神經(jīng)母細(xì)胞瘤中轉(zhuǎn)錄因子POU2F2參與了腫瘤細(xì)胞的發(fā)育和增殖，可以促進(jìn)神經(jīng)母細(xì)胞瘤的生長(zhǎng)。另有研究發(fā)現(xiàn)，在不同的急性髓細(xì)胞型白血病患者中，POU2F2表達(dá)水平與患者的平均總生存期有關(guān)，其表達(dá)量的增加還與無(wú)進(jìn)展生存期的減少及平均總生存期惡化的趨勢(shì)相關(guān)，它可以通過介導(dǎo)下游靶標(biāo)的表達(dá)作為急性髓細(xì)胞型白血病中的細(xì)胞存活因子[37]。因此，可以通過調(diào)控POU2F2的表達(dá)量來(lái)控制急性髓細(xì)胞性白血病患者的生存期，達(dá)到治療疾病的目的。Qin等[38]研究表明，POU2F2與另外15個(gè)轉(zhuǎn)錄因子的集合可以使hsa-miR-365b-3p、hsa-miR-223-3p、hsa-miR-144-5p、hsa-miR-3613-5p上調(diào)，是透明細(xì)胞腎細(xì)胞癌的9種潛在預(yù)后轉(zhuǎn)錄因子之一。

POU2F2在多數(shù)腫瘤中屬于促癌因子，參與不同腫瘤的生長(zhǎng)、侵襲以及轉(zhuǎn)移所涉及的多種生物學(xué)過程，可促進(jìn)多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。但也有報(bào)道認(rèn)為POU2F2在腫瘤中扮演抑癌因子的角色，如Peng等[39]的研究表明，在肺腺癌患者中，POU2F2表達(dá)量較低的患者總生存時(shí)間較短，說(shuō)明POU2F2對(duì)肺腺癌的疾病進(jìn)展起抑制作用，可作為肺腺癌預(yù)后不良的生物標(biāo)志物。

3 小 結(jié)

轉(zhuǎn)錄因子POU2F2在多種生物學(xué)過程中均起著至關(guān)重要的作用，包括免疫細(xì)胞、神經(jīng)元的生長(zhǎng)發(fā)育以及多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。但其作用機(jī)制十分復(fù)雜，目前有很多細(xì)節(jié)尚不明確。相信隨著研究的深入，POU2F2在人類生物學(xué)過程中的作用將越來(lái)越清晰。目前，POU2F2作為腫瘤調(diào)節(jié)因子存在促癌和抑癌的雙重特性。POU2F2可以調(diào)控iNOS的表達(dá)，而乳腺癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)均涉及iNOS。如何通過調(diào)控POU2F2的表達(dá)來(lái)治療疾病，同時(shí)又確保不會(huì)影響POU2F2所參與的其他調(diào)控機(jī)制，有待進(jìn)一步研究。