轉錄因子POU2F2在腫瘤中的研究進展

孫邦皓，袁麗杰

(哈爾濱醫科大學(大慶)醫學檢驗技術學院生物化學教研室，黑龍江 大慶 163319)

腫瘤是現代社會較常見且對人類健康威脅極大的一類疾病，具有不易察覺、高分化、生長迅速、易轉移、致死率高等特點。約90%的腫瘤患者死于腫瘤轉移[1]，還有很多腫瘤患者的早期癥狀并不明顯，明確診斷時已為晚期。腫瘤的發病機制十分復雜，涉及的生物學過程也多種多樣。目前，手術切除、放療、化療等是常見的腫瘤治療方法，但給患者帶來巨大的經濟壓力和身心痛苦。因此，明確腫瘤的發病機制，尋找腫瘤的診斷標志物，做到早診斷、早治療是腫瘤防治的重點。轉錄因子指能夠結合基因啟動子上游的特定核苷酸序列并能夠調節基因轉錄的一類蛋白質，它的功能是調節基因，以確保在細胞和生物體的整個生命過程中，使基因能夠在正確的時間以正確的量在正確的細胞中表達[2]。轉錄因子可以通過多種方式調節基因的表達，包括基于其蛋白質亞基識別特定DNA序列、調節RNA聚合酶與模板DNA的結合[3]；催化組蛋白的乙酰化或脫乙酰化[4]；向轉錄因子DNA復合物中募集共激活蛋白或共抑制蛋白[5]。POU 2級同源框2(POU class 2 homeobox 2，POU2F2)是轉錄因子POU家族的一員，在免疫細胞發育、神經元發育以及腫瘤的發生、發展等生物學過程中均起著十分重要的調控作用，現就POU2F2在腫瘤中的研究進展予以綜述。

1 POU2F2概述

1.1POU轉錄因子家族 POU轉錄因子家族是根據家族中最先發現的4個轉錄因子來命名的，即哺乳動物垂體特異轉錄因子1、八聚體結合轉錄因子(octamer-binding transcription factor，Oct)-1、Oct-2和POU同源盒基因Unc-86[6]。目前，人們認為SMART(simple modular architecture research tool)數據庫中有超過150個POU轉錄因子參與多個信號事件[7]。雖然這只是整個POU家族中已知的一小部分，但這些發現表明POU轉錄因子家族參與調控了許多發育過程，因此其在人類生長和發育中具有重要作用[8]。

POU2F2是POU轉錄因子家族(POU域)的成員之一，定位于人類第19號染色體長臂13區2帶上，與Oct-1和Oct-11共同形成POU家族的第二類；POU2F2在轉錄后經過不同切割產生3種轉錄本，其中Oct2a和Oct2b在B細胞中含量最高，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端有一個長度約為75個氨基酸的POU特異性結合域，此結合域可以特異性識別細胞或病原體DNA上的5′-ATTTGCAT-3′位點，從而調節靶基因的表達[10]。

1.2POU2F2的生理功能

1.2.1POU2F2與神經元發育 神經元遷移是中樞神經系統發育的關鍵過程，可使神經元到達神經實質中的適當位置，并正確整合到神經回路中，適當的神經元分布對于充分形成脊髓回路至關重要。Harris等[11]通過GEO(Gene Expression Omnibus)數據庫得知，POU2F2在Onecut轉錄因子突變的脊髓中顯著高表達；原位雜交結果顯示，在雞的胚胎脊髓中過表達POU2F2可導致脊髓V2神經元的分布位置發生改變。另有研究表明，Onecut轉錄因子在脊髓背側中間神經元中調節POU2F2的表達，過表達POU2F2可導致背側中間神經元5的數量變化，也會導致背側中間神經元2～6在脊髓中分布位置發生變化[12]。因此，Onecut-POU2F2可以進行級聯調節，進而影響胚胎發育過程中脊髓V2神經元及背側中間神經元的多樣化和位置分布[13]。

1.2.2POU2F2與免疫

1.2.2.1POU2F2與B細胞 POU2F2是B細胞在體內成熟的必要條件，它可以在B細胞中充當免疫球蛋白的DNA結合轉錄激活因子，通過增強八聚體的轉錄活性影響B細胞的發育，也可以通過影響脾酪氨酸激酶基因的表達影響B細胞受體信號轉導[14]。B1細胞和B2細胞是B細胞的兩個亞型，它們的生存狀態受微RNA(microRNA，miRNA/miR)-210的調控。啟動子分析和染色質沉淀分析證明，miR-210轉錄起始位點上游某位點可以與POU2F2相結合，且與正常表達POU2F2的小鼠脾臟B細胞相比，缺乏POU2F2小鼠脾臟B細胞中miR-210的表達水平顯著降低，可見POU2F2可以調控miR-210的表達，而在小鼠體內過表達miR-210會導致B1細胞自主擴增及B2細胞的適應性受損，因此可以通過調控POU2F2來影響miR-210的表達，進而影響B1、B2兩種細胞的狀態及其參與的免疫反應[15]。

1.2.2.2POU2F2與漿細胞分化及巨噬細胞炎癥反應 成紅細胞特異性轉化(erythroblast transformation specific，ETS)轉錄因子家族的SPIB在巨球蛋白血癥患者的淋巴漿細胞內高表達，SPIB可以抑制漿細胞分化，在巨球蛋白血癥患者的淋巴漿細胞中，POU2F2高表達；在健康供體CD19+細胞中，高表達POU2F2可以誘導SPIB轉錄，表明可以通過調控POU2F2的表達影響轉錄因子SPIB的轉錄，進而控制巨球蛋白血癥患者的漿細胞分化[16]。一氧化氮是巨噬細胞炎癥反應的關鍵介質之一，能以非特異性方式殺死微生物和贅生性細胞[17]。誘導型一氧化氮合酶(induable nitric oxide synthase，iNOS)是控制一氧化氮釋放的主要調控元件，而POU2F2的激活是iNOS基因轉錄激活的關鍵步驟。在經過脂多糖處理的巨噬細胞中，POU2F2可以與iNOS啟動子相結合，而加入曲古抑菌素A可以使該結合失效，從而抑制POU2F2的表達，表明在脂多糖處理的巨噬細胞中，曲古抑菌素A可以通過抑制POU2F2的表達降低iNOS的表達，減少一氧化氮的產生，進而影響巨噬細胞炎癥反應[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在具有高轉移潛能的胃癌細胞中異常高表達，在具有淋巴結轉移或遠處轉移的胃癌組織中也異常高表達，且POU2F2高表達患者的生存期顯著短于POU2F2低表達患者，可見POU2F2在胃癌中是一個促癌因子；經過生物信息學分析以及聚合酶鏈反應和測序結果可知，Roundabout 1(Robo1)基因是POU2F2的靶基因，其啟動子區(-880～-873)含有能夠與POU2F2結合的序列[20]。在胃癌細胞中過表達POU2F2可導致Robo1表達水平升高、胃癌細胞遷移能力增強，而Robo1表達水平恢復正常后，胃癌細胞的遷移能力也恢復正常，這表明在胃癌細胞中POU2F2通過調控Robo1影響胃癌細胞的遷移能力；另外，胃癌患者體內核因子κB(nuclear factor-kappa B，NF-κB)活性增強也可導致POU2F2和Robo1的表達量相應升高，并可激活SLIT2(slit guidance ligand 2)/Robo1通路，刺激胃癌細胞轉移；在胃癌患者中，POU2F2的表達不僅受NF-κB轉錄激活的調控，還受miR-218的影響，生物信息學表明，POU2F2的3′非翻譯區(3′-untranslated region,3′UTR)含有miR-218的結合位點，通過人為干擾miR-218的表達發現，隨著miR-218表達的變化，POU2F2、Robo1的表達量以及胃癌細胞的遷移能力均隨之變化，可見通過調控miR-218抑制 POU2F2的表達，影響NF-κB/POU2F2/SLIT2/Robo1信號轉導，可以抑制胃癌的發生、發展[21]。

2.2POU2F2與前列腺癌 前列腺癌是全世界發病率居第二的男性腫瘤，其早期癥狀不顯著且好發骨轉移[22]，在早期的診斷和治療方面均存在一定的困難。Dhingra等[23]創立了一種新的計算方法——RegNetDriver計算法，并通過此方法進行生物信息學分析和預測，建立了一個新的前列腺癌調節網絡，結果發現，POU2F2在前列腺癌組織與正常組織中的表達量有差異，且表達量與POU2F2及其靶基因結合處的甲基化水平有關，甲基化水平越高，POU2F2的表達量越低；另外，在這個網絡中，由于POU2F2處于較中心的位置，因此它的異常表達有可能導致前列腺調節網絡發生大規模變化，使正常細胞轉化為致瘤狀態，進而誘發前列腺癌。

2.3POU2F2與乳腺癌 乳腺癌是較為常見的女性腫瘤之一[24]。近年來乳腺癌的發病率逐漸升高，且發病年齡趨于年輕化[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，煙酰胺磷酸核糖轉移酶(nicotinamide phosphoribosyl transferase，NAMPT)可以促進三陰性乳腺癌的進展和轉移，且其表達量與患者的生存率相關，NAMPT表達量越高，患者的生存率越低，POU2F2可以與NAMPT的長鏈非編碼反義轉錄物相互作用，從而激活NAMPT的轉錄[26]，因此可以通過敲低POU2F2的表達抑制NAMPT的轉錄，進而減緩三陰性乳腺癌的腫瘤轉移和疾病進展。另外，在乳腺癌細胞系MDA-MB-231中，iNOS可以控制一氧化氮的釋放量，進而調控相應的免疫反應，但乳腺癌細胞系MDA-MB-231中iNOS的表達量與其他乳腺癌細胞系有差異，染色質免疫沉淀結果顯示，POU2F2與POU2F1在iNOS的啟動子位點形成了更復雜的復合物，可以抑制iNOS表達，繼而減少一氧化氮排放，減輕免疫反應，維持MDA-MB-231細胞系的正常生長[27]。總之，POU2F2在乳腺癌的發生、發展過程中起促進作用，是乳腺癌的促癌因子。因此，抑制POU2F2表達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]，預后較差。間皮素是一種細胞表面糖蛋白，能夠增強腫瘤的增殖、侵襲和遷移能力，大多數胰腺癌患者體內的間皮素含量顯著高于健康人[29]。Marin-Muller等[30]研究發現，在胰腺癌細胞中，間皮素含量過高可導致NF-κB的組成性激活，進而誘導POU2F2高表達，并導致miR-198表達下調。經過生物信息學預測發現，前B淋巴細胞白血病轉錄因子1(pre-B-cell leukemia transcription factor 1，PBX-1)的3′UTR有一個miR-198的潛在結合位點，含纈酪肽蛋白(valosin-containing protein，VCP)的3′UTR也有一個miR-198的潛在結合位點；熒光素酶報告基因結果顯示，miR-198直接靶向VCP和PBX-1，而PBX-1-VCP調節軸的高表達與癌癥轉移、癌細胞存活率增加以及預后不良有關[29]。由此可見，POU2F2可以通過調控miR-198加快胰腺癌的發展進程，使細胞的致瘤性增強[30]，miR-198直接和間接參與調控的致瘤性靶分子(PBX-1、VCP等)均有望成為治療胰腺癌的潛在靶點。

2.5POU2F2與淋巴瘤 近年來，有關POU2F2的報道大部分是關于淋巴瘤的。淋巴瘤是一類起源于淋巴細胞的血液惡性腫瘤，易擴散到肺部、肝部和腦部。淋巴瘤患者的基因具有很強的突變性，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細胞淋巴瘤，約85%的病例有基因突變[31]。Li等[32]通過大量測序證明POU2F2是濾泡性淋巴瘤的突變基因之一，基因發生錯義突變后轉錄和翻譯生成的產物均與原來不同，其原有的生物學功能也會隨之變化。因此，濾泡性淋巴瘤的發生、發展受POU2F2的影響。此外，POU2F2也是彌漫性大B細胞淋巴瘤的突變基因之一，它可以促進彌漫性大B細胞淋巴瘤的生長，且幾乎所有的彌漫性大B細胞淋巴瘤細胞系的生長均依賴POU2F2及其共激活因子OCA-B的表達；在彌漫性大B細胞淋巴瘤患者的活體組織中，可以檢測到POU2F2基因座的擴增及其結合域中223位蘇氨酸發生突變，這種突變會影響轉錄過程中POU2F2與DNA的結合；敲除小鼠體內的POU2F2基因后，小鼠生發中心可以正常生成B細胞，但B細胞的增殖水平降低，且B細胞分化為漿細胞的過程被阻斷，這可以阻止彌漫性大B細胞淋巴瘤的生長[33]。Pileri等[34]研究發現，ETS轉錄因子家族的轉錄因子SPIB和PU.1可以激活B淋巴瘤細胞分化所需基因的轉錄；經過測序發現，SPIB和PU.1這兩個轉錄因子的模體大致相似，且調控B淋巴瘤細胞分化的基因上游啟動子區域存在其結合序列，但也有測序結果顯示POU2F2的結合位點僅存在于PU.1的占用區域內，而不存在于SPIB的占用區域內。這一差別揭示了不同的轉錄因子激活B淋巴瘤細胞分化途徑的不同，為以后的研究提供了方向。

此外，POU2F2還可以作為潛在標志物診斷間變性大細胞淋巴瘤。POU2F2也在霍奇金淋巴瘤中高表達，包含POU2F2在內的4種轉錄因子的集合可以用來鑒別診斷霍奇金淋巴瘤(以結節性淋巴瘤細胞為主)與經典霍奇金淋巴瘤[35]。由以上研究可知，POU2F2在多種淋巴瘤中處于異常表達狀態，其中既包括基因突變狀態又包含高表達狀態。因此，POU2F2所調控的某一生物學過程有可能成為揭示淋巴瘤發病機制的關鍵，這或將成為以后的研究方向。

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。Mayol等[36]認為，在神經母細胞瘤中轉錄因子POU2F2參與了腫瘤細胞的發育和增殖，可以促進神經母細胞瘤的生長。另有研究發現，在不同的急性髓細胞型白血病患者中，POU2F2表達水平與患者的平均總生存期有關，其表達量的增加還與無進展生存期的減少及平均總生存期惡化的趨勢相關，它可以通過介導下游靶標的表達作為急性髓細胞型白血病中的細胞存活因子[37]。因此，可以通過調控POU2F2的表達量來控制急性髓細胞性白血病患者的生存期，達到治療疾病的目的。Qin等[38]研究表明，POU2F2與另外15個轉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，是透明細胞腎細胞癌的9種潛在預后轉錄因子之一。

POU2F2在多數腫瘤中屬于促癌因子，參與不同腫瘤的生長、侵襲以及轉移所涉及的多種生物學過程，可促進多種腫瘤的發生、發展。但也有報道認為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表達量較低的患者總生存時間較短，說明POU2F2對肺腺癌的疾病進展起抑制作用，可作為肺腺癌預后不良的生物標志物。

3 小 結

轉錄因子POU2F2在多種生物學過程中均起著至關重要的作用，包括免疫細胞、神經元的生長發育以及多種腫瘤的發生、發展。但其作用機制十分復雜，目前有很多細節尚不明確。相信隨著研究的深入，POU2F2在人類生物學過程中的作用將越來越清晰。目前，POU2F2作為腫瘤調節因子存在促癌和抑癌的雙重特性。POU2F2可以調控iNOS的表達，而乳腺癌細胞的生長和巨噬細胞炎癥反應均涉及iNOS。如何通過調控POU2F2的表達來治療疾病，同時又確保不會影響POU2F2所參與的其他調控機制，有待進一步研究。