转录因子Sp1与AP-2的研究进展*

杜叶平,武春梅 综述，苗晋华 审校

(中国人民解放军第二六四医院检验科，山西太原 030001)



·综述·

转录因子Sp1与AP-2的研究进展*

杜叶平,武春梅 综述，苗晋华△审校

(中国人民解放军第二六四医院检验科，山西太原 030001)

关键词:转录因子特化蛋白1；转录因子激活蛋白-2;肿瘤；综述

转录因子是能与位于转录起始位点上游50～5 000 bp的顺式作用元件、沉默子或增强子结合并参与调节靶基因转录效率的一组蛋白，并能将来自细胞表面的信息传递至核内基因。转录因子通常有几个功能域，可分为DNA结合域、转录调控域及自身活性调控域，DNA结合域可与特定的DNA序列(一般长8～20 bp)相互作用，使转录因子与靶基因中特定转录因子结合位点结合起来，进而转录调控域就可发挥其激活或抑制作用。

1转录因子特化蛋白1(Sp1)和转录因子激活蛋白-2(AP-2)基因结构特点及相互作用机制

转录因子在恶性肿瘤的发病机制中起重要作用，可作为一个新的治疗靶点。AP-2家族由5个相对分子质量为52×103的亚型(AP-2α、AP-2β、AP-2γ、AP-2δ和AP-2ε)组成，具有独立编码基因。5个亚型具有共同的结构，N末端有富含脯氨酸/谷氨酸的转录激活独立影响细胞的分化和发展，以及促进或抑制癌症的发生发展[1]。

转录因子Sp1是首个被证实的Sp1/Krüppel家族成员，DNA结合区域在Sp家族中是最保守的。Sp1的DNA结合区域包含3个Cys2His2锌指结构，突变分析显示锌指结构2和3在DNA结合活性起重要作用。Sp1可以通过磷酸化、乙酰化、糖基化、甲基化等多种翻译后修饰，调控编码蛋白和非编码基因等多种基因的表达和活性[2]。在真核基因表达过程中，经常会发生转录干扰的现象，即一个转录因子过表达导致另一个转录因子的表达受到抑制。AP-2抑制Sp1依赖的转录活性解释为三种模型：(1)立体位阻模型：AP-2通过Sp1特异的立体干扰机制，干扰Sp1基因的转录起始活性，进而抑制SP1启动子活性；(2)相互作用模型：Sp1与AP-2相互作用影响Sp1-DNA复合体结构；(3)竞争模型：AP-2与Sp1的结合位点有重叠，AP-2竞争性抑制Sp1结合位点[3]。

2转录因子Sp1与AP-2在不同肿瘤中的作用

肿瘤的发生发展依赖的因子，包括生长因子及其受体、细胞外基质蛋白类、蛋白类、炎症趋化因子、细胞黏附分子等。这些因子的表达受外环境和微环境的影响，受基因和外界因素的影响。

转录因子AP-2α在细胞分化发生中调节一些基因的表达情况。因此，AP-2α的表达缺失可能会导致细胞的分化、增殖、侵袭和转移。有研究报道显示，在胃癌、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、和一些其他的一些恶性肿瘤中，AP-2α具有肿瘤抑制作用[4-10]。

在哺乳动物和细菌中，Sp1是第一个被鉴定克隆的转录因子和特异性DNA结合蛋白，Sp1是一种普遍存在的转录因子，牵涉到不同的生物进程，包括细胞增殖及生长进程，Sp1的异常活化与多种肿瘤的发生发展密切相关[11-16]。

2.1胃癌中的作用Zhou C等报道[17]，Sp1在胃癌中呈现过表达状态，可在转录水平调控人类MTA2基因启动子(-1 043～-843 bp)区域，进而上调MTA2基因的表达。在胃癌SGC-7901细胞和AGS细胞中基因敲除MTA2，可抑制细胞的侵袭和迁移。

Wang等[1]研究证实，AP-2α在胃癌的发生发展中起着重要作用。单变量分析显示，在胃癌组织中，AP-2α的表达减低与患者的生存率密切相关。多因素分析表明，在胃癌患者中，AP-2α的表达情况与一些传统的肿瘤预测因素，比如肿瘤位置，肿瘤大小，肿瘤深度，淋巴结转移位置及转移情况等，均可作为独立的风险评估因素。结果表明，AP-2α表达减低，对胃癌患者来说是个不利因素，可能提示胃癌患者预后不良，同时，AP-2α可作为胃癌患者的一个新的预后因素。

2.2大肠癌中的作用AP-2α表达缺失与大肠癌的进展密切相关，例如，在大肠癌中，AP-2α的表达缺失，会解除管制c-Kit、MCAM/MUC18、PAR-1、MMP-2等基因的表达，抵制凋亡、黏附上皮细胞，增加血管发生和侵袭，进而促进转移表型。将全长AP-2α转染入AP-2α缺失的大肠癌sw480细胞中，导致E-cadherin表达上调，MMP-9表达下调，同时，细胞生长受到抑制、细胞的侵袭潜能明显下降。AP-2α在大肠癌中扮演着肿瘤抑制基因的角色[18]。在大肠癌SW480细胞中，Sp1是一个关键的转录因子可调节OPN基因的表达，进而影响细胞的黏附、迁移和侵袭[19]。

2.3乳腺癌中的作用乳腺癌中，核因子AP-2的表达减低与疾病进展和增加侵袭能力密切相关，同时， AP-2可作为一个独立因素，预测乳腺癌复发风险，AP-2的表达减低，提高了乳腺癌的复发风险。在乳腺癌细胞中，Sp1通过直接与FOXF2基因启动子区域结合进而上调节其转录活性，FOXF2表达缺失通过激活EMT程序增加细胞侵袭活性。通过废除Sp1启动子结合区域，影响DNA甲基化沉默FOXF2表达，影响Sp1结合FOXF2的功能，进而抑制其生物学进展[20]。

3转录因子Sp1与AP-2共同调节靶基因

Liu等[21]报道，转录因子Sp1和AP-2α可通过结合人类KCTD10基因启动子的近侧区域，共同调节KCTD10基因的转录表达。KCTD10基因启动子区域既不包含TATA盒也不包含CCAAT盒，但是在CpG岛附近发现有转录起始位点。缺失诱变提示在-108至+30区域是启动活性所必需的，定点突变分析显示KCTD10启动子近侧区域，发现了Sp1和AP-2α两个重要的转录调节元件，体内染色质免疫共沉淀分析显示Sp1和AP-2α可与KCTD10基因启动子的近侧区域结合。使作荧光素酶报告含量测定、实时定量PCR、western blot分析，过表达Sp1和RNA干扰AP-2α显示结合于启动子近侧区域的Sp1可刺激KCTD10基因的启动子活性，促进野生型KCTD10基因的表达，相反，结合AP-2α的区域出现了相反的功能。

Chen等[22]报道，在K3基因的300 bp处有两个重要的DNA作用元件，其中之一是E，位于K3基因启动子区域的-210～-181 bp，包含Sp1和AP-2两个潜在的结合基序。分化的角膜上皮细胞包含可结合E作用元件的Sp1和AP-2类核蛋白，Sp1和AP-2缺失突变可降低K3基因70%的启动子活性。这些结果证实了在分化角膜上皮细胞中，Sp1和AP-2在激活K3基因表达中伴演着重要的角色，但是在未分化角膜上皮细胞中尚不清楚。

Schewe等[23]报道，与肿瘤转移密切相关的u-PAR基因，其启动子区域-152/-135有Sp1和AP-2α的特异性结合位点。在结肠癌患者中，有AP-2α的肿瘤特异性结合位点的占53.5%，Sp1特异性结合位点的占50.7%。Sp1和AP-2α对不同形式u-PAR基因的调控，起着重要作用。

Hongwei Qin等[24]报道，MMP-2在人类星形神经胶质瘤中高度表达，可促进细胞的侵袭活性。MMP-2启动子包含潜在的顺式作用元件：cAMP反应结合蛋白、AP-1、AP-2、PEA3、C/EBP和Sp1。缺失突变和定点诱变分析表明，MMP-2基因-91/-84区域有Sp1结合位点，-61/-53区域有AP-2结合位点，共同调节MMP-2基因的侵袭活性。共转染实验表明，在Sp缺失的SL2细胞中，Sp1和Sp3通过与MMP-2启动子区域结合，可提高MMP-2基因的活性。在AP-2缺失的HepG2细胞中，过表达AP-2同样可提高MMP-2启动子活性。这些结果表明Sp1、Sp3和 AP-2可共同调节MMP-2基因的组成型表达。

综上所述，在众多研究中报道，Sp1和AP-2α的表达在不同肿瘤中，都呈现出一定的负相关，Sp1和AP-2α的表达上调或下降共同调控着不同靶基因的表达，二者相互影响，进而调节胃癌、大肠癌、乳腺癌等不同的肿瘤的发生、发展。

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(收稿日期：2015-12-25)

DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2016.08.032

文献标识码：A

文章编号：1673-4130(2016)08-1094-03

基金项目：山西省自然科学基金资助项目(2013011043-4)。

作者简介：杜叶平，女，主管技师，主要从事肿瘤分子生物学的研究。△通迅作者，E-mail：dyphappiness@163.com。