廖貴益，鐘金彪，趙飛，丁漢東

(安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，合肥230022)

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HLA-G基因轉錄因子的生物信息學分析

廖貴益，鐘金彪，趙飛，丁漢東

(安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，合肥230022)

目的分析人白細胞抗原-G(HLA-G)基因的轉錄調(diào)控因子。方法 利用生物信息學技術，從UCSC基因組數(shù)據(jù)庫獲取HLA-G基因的啟動子區(qū)序列，登陸JASPAR數(shù)據(jù)庫，在線預測HLA-G基因的轉錄調(diào)控因子，將得分閾值設定為≥95%并對涉及的轉錄因子進行分析。結果 成功獲得了長度為2 kb的HLA-G基因啟動子區(qū)序列。該啟動子區(qū)涉及11個家族22種轉錄因子，其中8個轉錄因子家族的生物學功能涉及胚胎發(fā)育，4個轉錄因子家族的生物學功能涉及免疫阻遏、免疫耐受。結論 HLA-G基因的表達調(diào)控是多種轉錄因子作用的復雜網(wǎng)絡過程。HLA-G轉錄因子在調(diào)控胚胎發(fā)育、誘導免疫耐受等過程中具有重要作用。

白細胞抗原-G；啟動子；轉錄因子；生物信息學技術

人白細胞抗原-G(HLA-G)為非經(jīng)典Ⅰ類白細胞抗原，特異性表達于胚胎、胸腺等免疫赦免區(qū)及腫瘤組織。目前研究認為，HLA-G在生理組織免疫赦免及腫瘤免疫逃逸中發(fā)揮重要作用，其重要功能是誘導免疫耐受的建立。利用網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫可以對基因啟動子區(qū)轉錄因子結合位點進行分析，從而預測調(diào)控基因表達的一系列順式轉錄調(diào)節(jié)元件，了解基因表達的調(diào)控機制及基因功能[1,2]。2015年9～10月，我們用生物信息學技術對HLA-G基因的轉錄因子進行計算機預測并分析，為后續(xù)研究奠定基礎。

1　資料與方法

1.1 HLA-G基因啟動子區(qū)系列的獲取 登陸UCSC基因組數(shù)據(jù)庫，利用基因瀏覽工具檢索，檢索基因名稱為HLA-G，檢索啟動子序列長度設為2 000，提交即得到HLA-G基因啟動子區(qū)即轉錄起始位點上游2 kb的系列。該系列是5′→3′方向的正義鏈系列。

1.2HLA-G基因轉錄因子的生物信息學分析登陸JASPAR數(shù)據(jù)庫，將HLA-G基因2 kb的啟動子區(qū)序列按要求格式輸入，進行轉錄因子預測， 將得分閾值設為95%。

2　結果

共檢索出得分閾值≥95%的HLA-G基因啟動子區(qū)結合位點81個，其中40個轉錄因子結合位點涉及11個家族的22種轉錄因子，包括AT富集相互作用域家族(ARID)的AT富集相互作用域3A(ARID3A)，堿性螺旋環(huán)螺旋家族(bHLH)的芳香烴受體核轉位蛋白∶芳香烴受體(Arnt∶Ahr)，E26轉錄因子家族(ETS)的ETS同源因子(EHF)、嘌呤富集盒1(SPIB)，叉頭框蛋白家族(FOX)的叉頭框蛋白C1(FOXC1)、叉頭框蛋白O3(FOXO3)，同源異型盒基因家族(HOX)的同源異型盒A5(HOXA5)、新生兒卵巢同源基因(Nobox)和人成對相關同源盒基因2(Prrx2)，巨噬細胞激活因子家族(MAF)的巨噬細胞激活因子B(MAFB)和紅細胞衍生核因子2樣蛋白1∶巨噬細胞激活因子G(NFE2L1∶MAFG)，鋅指蛋白家族(ZFP)的鋅指蛋白354C(ZNF354C)、骨髓鋅指蛋白1_1-4(MZF1_1-4)，禽類成髓細胞瘤病毒(Myb)，SRY相關基因家族(SOX)的SRY相關基因5、10(SOX-5、SOX-10)，堿性亮氨酸拉鏈蛋白(bZIP)家族的上游刺激因子(USF)、第17號基因D(JUND)、FBJ骨肉瘤病毒癌基因同源物(FOS)和第17號基因(JUN)∶FOS，E盒結合鋅指蛋白家族(ZEB)的E盒結合鋅指蛋白1、2(ZEB1、 ZEB2)。見表1。其余41個反義鏈上的結合位點沒有特殊意義。

表1　22種轉錄因子及功能

3　討論

基因的轉錄起始位點之前一般有一段非編碼區(qū)序列，該序列能與一系列轉錄因子相結合，從而調(diào)控基因的轉錄、行使啟動子的功能，該序列即基因的啟動子區(qū)?；虻膯幼記]有明顯、固定的位置，多位于轉錄起始位點之前，也可穿插于基因之中?；虻霓D錄受多因素、多環(huán)節(jié)、交互影響的復雜網(wǎng)絡的調(diào)控。一般情況下，啟動子為基因轉錄起始點上游1 kb的堿基序列。而在基因研究中為了獲得更全面的信息，多數(shù)研究均選擇轉錄起始位點前2 kb的序列作為啟動子區(qū)域進行分析。

目前研究認為，HLA-G的主要功能是參與組織免疫耐受的建立。HLA-G為非經(jīng)典Ⅰ類白細胞抗原，正常生理條件下，HLA-G僅表達于妊娠期絨毛外的細胞滋養(yǎng)層、胸腺髓質(zhì)間上皮細胞、眼球部分等免疫赦免區(qū)，在胎兒、眼球等的免疫耐受中起著重要的作用[3～6]。在乳腺癌、肺癌、食管癌、胃癌、結直腸癌、卵巢癌、子宮內(nèi)膜癌、子宮頸癌、黑色素瘤和血液系統(tǒng)惡性腫瘤等幾乎所有惡性腫瘤組織中均存在HLA-G的異常表達，提示HLA-G在腫瘤免疫逃逸中起著重要作用[7～15]。

本研究利用生物信息學技術預測了HLA-G的轉錄因子，設得分閾值≥95%時發(fā)現(xiàn)涉及11個家族的22種轉錄因子，其中有8個轉錄因子家族(ARID、ETS、FOX、HOX、ZFP、SOX、bZIP、ZEB)的生物學功能涉及胚胎發(fā)育，說明HLA-G在胚胎發(fā)育中具有重要作用；4個轉錄因子家族(bHLH、ETS、FOX、MAF)的生物學功能涉及免疫阻遏、免疫耐受，表明HLA-G具有誘導免疫耐受的重要功能。本研究從轉錄因子的角度分析印證了HLA-G的功能，表明HLA-G基因的表達調(diào)控是多種轉錄因子作用的復雜網(wǎng)絡過程，與其相關的轉錄調(diào)控因子在孕卵著床、胚胎發(fā)育及誘導免疫耐受過程中發(fā)揮著重要作用。

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10.3969/j.issn.1002-266X.2016.30.011

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A

1002-266X(2016)30-0037-03

2015-11-27)