SOX2在消化道腫瘤中的研究進(jìn)展

賀琪，馮晨晨，時(shí)永全,★

（1.西安醫(yī)學(xué)院，陜西 西安；2.第四軍醫(yī)大學(xué)西京消化病醫(yī)院，腫瘤生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安）

1 SOX2的生理結(jié)構(gòu)及功能

SOX2（SRY.related HMG box-2，SOX）是廣泛存在于人類、雞、嚙齒類動(dòng)物中的SOX家族中的成員之一[1]，人類體內(nèi)的SOX2是一個(gè)定位于3號(hào)染色體上編碼為371氨基酸殘基的蛋白，并且含有高度特異性及保守性的DNA結(jié)合域HMG（high-mobility group）domain[2]，SOX2主要表達(dá)在中樞及外周神經(jīng)系統(tǒng)、胚胎的消化道中，也有少量表達(dá)在胚胎初期的內(nèi)胚層細(xì)胞團(tuán)中。SOX2對(duì)于胚胎發(fā)育中的細(xì)胞分化、形態(tài)改變具有重要意義，是具有發(fā)育潛能的的胚胎干細(xì)胞標(biāo)志物的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。有研究發(fā)現(xiàn)，SOX2在小鼠的胚胎干細(xì)胞中降低表達(dá)后，使胚胎干細(xì)胞的多向分化發(fā)生改變，從而調(diào)控小鼠的生長(zhǎng)發(fā)育[3]。大量研究發(fā)現(xiàn)SOX2與消化道腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系極為密切，SOX2在食管癌、胃癌、結(jié)直腸癌等消化道腫瘤中均異常表達(dá)。

2 SOX2與食管癌

早在 2009年時(shí)，Wang等人采用 PCR、Western blot發(fā)現(xiàn)SOX2在正常食管細(xì)胞中表達(dá)較食管癌細(xì)胞中較低，免疫組織化學(xué)染色法發(fā)現(xiàn)，SOX2在正常食管組織中的表達(dá)也較食管癌組織中較低，且SOX2在食管癌中的高表達(dá)與食管癌患者的組織病理學(xué)分級(jí)和臨床生存率顯著相關(guān)[4]。Maehara等人在實(shí)驗(yàn)中將113位食管鱗狀細(xì)胞癌患者納入研究，在食管癌中SOX2表達(dá)陰性的患者與在食管癌中SOX2表達(dá)陽(yáng)性的患者相比，其在病理組織學(xué)上分化程度更低，并且具有廣泛的淋巴結(jié)浸潤(rùn)。進(jìn)一步對(duì)SOX2陰性患者的食管癌組織進(jìn)行甲基化特異性PCR分析后，發(fā)現(xiàn)所有患者的啟動(dòng)子均發(fā)生甲基化[5]。Du等人在實(shí)驗(yàn)中以食管鱗狀細(xì)胞癌作為模型，通過(guò)與GATA3共同作用后形成抑制復(fù)合物，MTA3下調(diào)SOX2-OT，會(huì)抑制SOX2-OT/SOX2軸，進(jìn)而抑制食管癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移能力[6]。

3 SOX2與肝癌

Sun等人通過(guò)免疫組化染色的方法發(fā)現(xiàn)在肝癌患者中SOX2表達(dá)陽(yáng)性的患者的生存率明顯低于表達(dá)陰性的SOX2的肝癌患者，肝癌患者中SOX2的高表達(dá)與肝癌的轉(zhuǎn)移和預(yù)后不良相關(guān)。在肝癌細(xì)胞中上調(diào)SOX2的表達(dá)后，肝癌細(xì)胞的侵襲和增殖能力較對(duì)照組增強(qiáng)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在片段基因ATG翻譯起始位點(diǎn)上游的-847-841堿基對(duì)處發(fā)現(xiàn)SOX2的結(jié)合序列，增強(qiáng)Slug動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄活性[7]。雷帕霉素對(duì)mTOR抑制后可導(dǎo)致AKT的激活，這是由于阻斷由mTOR途徑激活后介導(dǎo)的反饋抑制所致[8]。Wen等人在實(shí)驗(yàn)中過(guò)表達(dá)細(xì)胞周期蛋白G1后，通過(guò)PCR、Western blot發(fā)現(xiàn)顯著上調(diào)了SOX2的表達(dá)，這是由于抑制了AKT/mTOR信號(hào)通路所致。減少細(xì)胞周期蛋白G1的表達(dá)與腫瘤發(fā)生率降低顯著相關(guān)[9]。Liu在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)SOX2在肝癌組織中高表達(dá)，且SOX2的高表達(dá)與腫瘤分期和腫瘤復(fù)發(fā)有關(guān)，SOX2作為SIRT1的下游基因，與SIRT1的表達(dá)具有正相關(guān)性，在肝癌細(xì)胞中沉默SIRT1后過(guò)表達(dá)SOX2，可以發(fā)現(xiàn)肝癌細(xì)胞的增殖能力增強(qiáng)[10]。

4 SOX2與胃癌

2012年時(shí)，Matsuoka在實(shí)驗(yàn)中將290名患者的胃癌組織進(jìn)行免疫染色化學(xué)分析，研究發(fā)現(xiàn)，SOX2在胃癌組織中陽(yáng)性表達(dá)與侵襲深度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移或淋巴管浸潤(rùn)之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，SOX2表達(dá)陽(yáng)性的患者具有較差的預(yù)后，并且與胃癌的侵襲有關(guān)[11]。Wang在實(shí)驗(yàn)中也取得相似的結(jié)果，通過(guò)對(duì)755例胃癌患者免疫組化染色分析，低水平的SOX2表達(dá)與臨床病理分期及臨床預(yù)后相關(guān)，SOX2表達(dá)缺失在胃癌細(xì)胞中的增殖能力和轉(zhuǎn)移能力較對(duì)照組減弱，胃癌細(xì)胞的凋亡數(shù)目較對(duì)照組增多。進(jìn)一步通過(guò)cDNA微陣列方法選擇PT EN作為SOX2靶點(diǎn)，上調(diào)對(duì)PT EN后對(duì)SOX2表達(dá)通過(guò)調(diào)節(jié)AKT去磷酸化抑制胃癌的進(jìn)展[12]。Chen將含有SOX2基因的慢病毒載體轉(zhuǎn)染到過(guò)表達(dá)OCT4的胃癌細(xì)胞系SGC7901（SGC7901-OCT4-SOX2）中，與對(duì)照組相比，實(shí)驗(yàn)組的增殖能力、耐藥性、遷移和侵襲能力明顯增強(qiáng)，通過(guò)小鼠成瘤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小鼠的致瘤能力較對(duì)照組明顯增強(qiáng)，腫瘤大小和重量較對(duì)照組顯著增加[13]。

5 SOX2與膽管癌

膽管癌是一種高度侵襲性的惡性腫瘤。根治性切除治療只對(duì)處于早期階段的患者有效。膽管癌術(shù)后患者5年生存率低于35%。Gu等人通過(guò)對(duì)膽管癌患者的組織進(jìn)行免疫化學(xué)染色分析發(fā)現(xiàn)，SOX2在膽管癌組織中的高表達(dá)與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、T4期和總生存率有顯著相關(guān)性。SOX2高表達(dá)患者的膽管腫瘤具有更強(qiáng)的侵襲能力，生存率更低[14]。Sun等人利用慢病毒穩(wěn)轉(zhuǎn)技術(shù)在膽管癌細(xì)胞中上調(diào)SOX2表達(dá)后，通過(guò)MTT實(shí)驗(yàn)、流式細(xì)胞凋亡實(shí)驗(yàn)、劃痕實(shí)驗(yàn)、Transwell侵襲實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，過(guò)表達(dá)組膽管癌細(xì)胞的增殖能力、遷移能力、侵襲能力增強(qiáng)，細(xì)胞凋亡率減少[15]。Wei等人也取得相似結(jié)果，通過(guò)體外功能實(shí)驗(yàn)證實(shí)上調(diào)SOX2表達(dá)后可增強(qiáng)膽管癌細(xì)胞的增殖能力、遷移能力，裸鼠成瘤能力。進(jìn)一步研究其機(jī)制發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄因子IRF4通過(guò)促進(jìn)SOX2-OT的轉(zhuǎn)錄活性進(jìn)而正向調(diào)控附近基因SOX2，SOX2可以抑制PTEN的核轉(zhuǎn)錄，從而激活PI3K/AKT信號(hào)通路[16]。

6 SOX2與胰腺

Villanueva等人通過(guò)免疫組化染色發(fā)現(xiàn)SOX2在正常胰腺腺泡或?qū)Ч芗?xì)胞中沒(méi)有表達(dá)。但在研究者中有19.3%的人胰腺腫瘤中觀察到SOX2呈現(xiàn)異位表達(dá)。過(guò)表達(dá)SOX2可以促進(jìn)細(xì)胞周期蛋白D3誘導(dǎo)相關(guān)的細(xì)胞周期中的S期進(jìn)入和細(xì)胞增殖。通過(guò)Wesrern-blot發(fā)現(xiàn)SOX2的表達(dá)與胰腺癌標(biāo)記物ALDH1、ESA和CD44的水平升高有關(guān)。此外，SOX2與Snail、Slug 和Twist直接結(jié)合，導(dǎo)致E-cadherin和Zo-1的表達(dá)喪失，從而通過(guò)G1/S期變化和上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)換（EMT）表型的變化來(lái)促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞增殖和干細(xì)胞分化[17]。Jia等人在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)免疫化學(xué)染色發(fā)現(xiàn)SOX2在胰腺癌組織中高表達(dá)，且與腫瘤復(fù)發(fā)和吉西他濱治療后II期胰腺癌患者的不良生存率有關(guān)，通過(guò)PCR檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，下調(diào)SOX2可顯著降低吉西他濱在耐藥癌細(xì)胞中的IC50，從而提高抗腫瘤藥物吉西他濱對(duì)胰腺癌細(xì)胞的敏感性[18]。Yu等人在實(shí)驗(yàn)中輻照腫瘤細(xì)胞促使caspase-3激活PK Cδ/p38軸，發(fā)現(xiàn)SOX2的表達(dá)在輻照胰腺癌細(xì)胞中被上調(diào)，從而促進(jìn)存活腫瘤細(xì)胞再增殖的增殖信號(hào)，這種增殖是通過(guò)旁分泌方式介導(dǎo)活的腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)[19]。

7 SOX2與結(jié)直腸癌

Fang等人通過(guò)免疫染色化學(xué)法發(fā)現(xiàn)SOX2在直腸癌旁的表達(dá)低于直腸癌組織的表達(dá)，在敲除SOX2表達(dá)后，可使細(xì)胞周期中G0/G1期細(xì)胞積累，導(dǎo)致S期和G2/M期細(xì)胞減少，也會(huì)使直腸癌細(xì)胞的增殖能力、裸鼠成瘤能力、遷移能力。通過(guò)ChIP-seq分析發(fā)現(xiàn)SOX2參與了BMP信號(hào)通路、類固醇代謝過(guò)程、組蛋白修飾過(guò)程[20]。Han等人通過(guò)免疫組化染色發(fā)現(xiàn)結(jié)腸癌組織中SOX2陽(yáng)性表達(dá)與腫瘤在右側(cè)或左側(cè)結(jié)腸的位置之間無(wú)任何相關(guān)性，但是與T3-T4腫瘤分期相關(guān)。Western blot驗(yàn)證SOX2參與了結(jié)直腸癌細(xì)胞的EMT過(guò)程，在結(jié)腸癌細(xì)胞中敲除SOX2后，Snail、Slug、ZEB1的mRNA表達(dá)水平明顯下調(diào)，并且下調(diào)SOX2會(huì)導(dǎo)致β-catenin/tcf/lef信號(hào)活性降低，從而降低WNT通路的活性[21]。Zhang等人通過(guò)Meta分析評(píng)估SOX 2與結(jié)直腸癌臨床特征和預(yù)后的關(guān)系。研究中將2077例結(jié)直腸癌患者的14項(xiàng)研究納入分析，結(jié)果顯示SOX2與結(jié)直腸癌患者的年齡和性別無(wú)關(guān)，但與腫瘤分期（OR=2.85，95%CI=2.00～4.07）、病理分級(jí)（HR=1.49，95%CI=1.09～2.03）、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移（OR=4.66，95%CI=2.77～7.85）正相關(guān)[22]。

8 小結(jié)與展望

上述研究顯示，SOX2在食管癌、肝癌、胃癌、膽管癌、胰腺癌、結(jié)直腸癌中表達(dá)升高，SOX2能夠在一定程度上促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖。但對(duì)腫瘤細(xì)胞的致癌效應(yīng)尚未明確。這提示，SOX2對(duì)腫瘤的效應(yīng)具有一定作用?？傮w上看，F(xiàn)XR發(fā)揮促癌效應(yīng)，其可能的機(jī)制與調(diào)控Wnt通路、PI3K/AKT通路、AKT/mTOR通路和EMT分子等有關(guān)。因此深入探討SOX2與消化系統(tǒng)腫瘤的關(guān)系、明確SOX2作為靶點(diǎn)調(diào)控消化系統(tǒng)腫瘤發(fā)生發(fā)展的價(jià)值，將具有良好的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。