潘建忠 唐艷
【摘要】Pax2基因是一種重要的轉錄調控因子,在中樞神經系統(tǒng)、耳朵、眼睛、腎臟等組織中和輸尿管、膀胱、乳腺等上皮細胞中表達,尤其在間充質向上皮轉化的過程中表達較高。Pax2基因在腎臟發(fā)育和分化過程中發(fā)揮重要調控作用,其介導的轉錄調控涉及miRNA等上游調控分子及HGF、IF-5等下游靶分子;其在調控細胞增殖、分化及腎臟疾病的演進過程中亦發(fā)揮關鍵作用。因此,對Pax2在腎臟疾病中的研究進展作一概述對腎臟疾病的診治具有重要意義。
【關鍵詞】Pax2基因;轉錄調控;腎臟疾病;腫瘤
【中圖分類號】R349.6 ?【文獻標識碼】A ?【文章編號】2026-5328(2020)11-086-01
進化上相對保守的發(fā)育轉錄基因家族PAX是序列特異性DNA結合蛋白,在多種組織中發(fā)揮重要作用,配對盒基因2(Paired box2,Pax2)是PAX基因家族成員之一,最新文獻表明Pax2在腎臟疾病,尤其是腎臟惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、侵襲/轉移等方面調控作用顯著。本文就其分子結構、功能及其在腎臟疾病中的調控作用作一綜述。
1.Pax2基因結構與功能
1.1 Pax2分子結構
Pax2屬于同源基因“配對框”家族的轉錄因子,位于人10號染色體10q24和q25區(qū)附近,由跨越約70kb的12個外顯子組成;外顯子2-4編碼長約128個氨基酸DNA的高度保守結合域,稱為配對域(Paired box domain),主要與靶基因的啟動子序列相結合,其 DNA結合位點共同序列是T-GTCAYGCRTGA;外顯子5編碼1個高度保守的結構域,行使轉錄抑制調節(jié),下調Pax2的轉錄活性;外顯子7編碼同源域,其功能具體尚未知;外顯子8-10編碼轉活域,該區(qū)域對下游靶基因的激活或抑制起關鍵作用[1]。
1.2 Pax2基因功能
Pax2在表觀遺傳調控具有組織特異性,其在胚胎發(fā)生和腫瘤發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。研究表明,在Pax2蛋白的特異性調節(jié)下,內耳,腎臟,輸尿管,Wolffin和Müllerian導管(包括輸卵管,子宮和陰道)等的上皮結構在時間和空間上能夠正常發(fā)育[2],是細胞正常增殖、分化及器官形成的關鍵調控因子。
2.Pax2的表達調控
2.1 Pax2與Nunx2
研究發(fā)現(xiàn),Pax2增強Runx2的轉錄活性,激活MAPK通路,調控Runx2促進小鼠骨髓間充質干細胞(mouse bone marrow mesenchymal stem cell,mMSCs)的成骨[4]。
2.2 Pax2與Grg4因子
Groucho相關基因4(Groucho related gene 4,Grg4)是Grouchol/TLE 家族蛋白,作為核心抑制因子,其復合物含有一種磷酸酶PPM1B是Pax2募集到染色質的Groucho4阻遏復合物的重要組成部分,PPM1B可以使Pax2激活結構域去磷酸化來促進靶基因沉默,抑制目的基因轉錄[3]。
2.3 ?Pax2與WT1
pax2被認為是Wilms腫瘤抑制基因WT1的轉錄抑制靶點,可能在Wilms腫瘤的發(fā)病機制中起作用。
3.Pax2對下游靶基因的調控
3.1 Pax2與Lim1
研究表明,Pax2/Pax8 純合子變異胚胎不能表達 Lim1,而 Lim1 失活的純合鼠胚胎輸尿管中的 Pax2 的表達正常[5],提示Lim1是 Pax2蛋白的靶基因。
3.2 Pax2與N-myc
Pax2與N-myc 共同作用,形成一個正向自分泌反饋環(huán)路,從而調節(jié)間充質細胞的增殖和凋亡[6]。
3.3 Pax2與Wnt4
Wnt4 是分泌型糖蛋白WNT家族成員,在后腎的間充質上皮化過程中發(fā)揮著自身調節(jié)因子的作用。
4.Pax2與腎臟腫瘤
4.1 Pax2與成人腎臟腫瘤
研究發(fā)現(xiàn),通過抑制Pax2的表達,可以促進腎癌細胞死亡,抑制癌細胞增殖,并能提高癌細胞對化療藥物的敏感性[7]。
4.2 Pax2與小兒腎臟腫瘤
WT是兒童腎臟腫瘤中最多見的腫瘤,占兒童腎臟腫瘤的85%[8],有研究者在兒童WT回顧性研究中發(fā)現(xiàn),WT的上皮和胚層成分的Pax2染色強,呈彌漫性染色(97%的病例);
綜上所述,Pax2蛋白在腎臟疾病,尤其是惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展中扮演著重要角色。
【參考文獻】
[1]BOWER M,SALOMON R,ALLANSON J,et al. Update of PAX2 mutations in renal coloboma syndrome and establishment of a locus-specific database. Human mutation 33,457-466 (2012).
[2]TORRES M,GOMEZ-PARDO E,DRESSLER GR,et al. Pax-2 controls multiple steps of urogenital development. Development (Cambridge,England) 121,4057-4065 (1995).
[3]PATEL SR,RANGHINI E,DRESSLER GR. Mechanisms of gene activation and repression by Pax proteins in the developing kidney. Pediatr Nephrol 29,589-595,doi:10.1007/s00467-013-2603-8 (2014).
[4]LU M,GUO S,HONG F,et al. Pax2 is essential for proliferation and osteogenic differentiation of mouse mesenchymal stem cells via Runx2. Exp Cell Res 371,342-352,doi:10.1016/j.yexcr.2018.08.026 (2018).
[5]PEDERSEN A,SKIONG C,SHAWLOT W. Lim 1 is required for nephric duct extension and ureteric bud morphogenesis. Developmental biology 288,571-581 (2005).
[6]ZHANG SL,CHEN YW,TRAN S,et al. Pax-2 and N-myc regulate epithelial cell proliferation and apoptosis in a positive autocrine feedback loop. Pediatric nephrology (Berlin,Germany) 22,813-824 (2007).
[7]GVARRA JR,DRESSLER GR. Expression of Pax-2 in human renal cell carcinoma and growth inhibition by antisense oligonucleotides. Cancer research 55,4092-4098 (1995).
[8]HICKS J,MIERAU GW. The spectrum of pediatric tumors in infancy,childhood,and adolescence:a comprehensive review with emphasis on special techniques in diagnosis. Ultrastructural pathology 29,175-202 (2005).
資助項目:成都市科技局科研課題(No. 2015-HM01-00371-SF)
通訊作者:唐艷(E-mial:3398194967@qq.com)
作者單位
1成都中醫(yī)藥大學基礎醫(yī)學院 ?成都 ?610072 ?2成都市第三人民醫(yī)院病理科 ?成都 ?610031