Llgl2,也称为lethal(2) giant larvae homolog 2,是哺乳动物中lethal giant larvae (Lgl)基因家族的成员之一。Lgl基因最初在果蝇中被发现,负责调节细胞的顶端-基底极性,在维持细胞极性和组织结构中发挥重要作用。Llgl2在哺乳动物中具有类似的生物学功能,它在细胞极性的维持和组织发育中起着关键作用。Llgl2通过调节细胞骨架重组、细胞粘附和信号转导通路,确保细胞能够正确地定位和分化。
Llgl2在多种生物学过程中发挥重要作用。研究表明,Llgl2在皮肤上皮细胞中具有肿瘤抑制功能。当Llgl1和Llgl2基因在小鼠皮肤上皮细胞中被同时敲除时,尽管没有影响成年小鼠的表皮极性,但老年Llgl1/2 cKO小鼠出现了局灶性皮肤病变,这些病变缺乏表皮层并伴有炎症。此外,在Trp53 -/- cKO和Trp53 -/+ cKO小鼠中,Llgl1/2基因的缺失促进了鳞状细胞癌(SCC)的发展,这表明Llgl2在抑制皮肤癌的发生中起着重要作用[1]。
Llgl2还在前列腺生物学中发挥作用。研究发现,在BPH-1细胞系中,Llgl2的表达水平在17β-雌二醇(E2)处理后呈剂量依赖性增加,而Llgl2的敲低则显著抑制了E2处理后的细胞增殖。此外,Llgl2的敲低还上调了LC-3B、ATG7和p-beclin等与自噬体形成相关的基因的表达。这些结果表明,Llgl2可能通过调节自噬作用参与前列腺细胞增殖的调控[2]。
Llgl2在食管鳞状细胞癌(ESCC)中也有重要作用。研究发现,SOX2通过miRNA-142-3p抑制LLGL2极性蛋白的表达。LLGL2的表达下调与自噬作用的缺陷和EMT的增加相关。这些结果表明,LLGL2在ESCC的发生和发展中发挥重要作用,可能成为治疗ESCC的潜在靶点[3]。
Llgl2在潜伏结核感染(LTBI)的诊断中也具有潜在价值。研究发现,MORN3和LLGL2可以作为LTBI的候选诊断生物标志物。在LTBI组中,MORN3和LLGL2的表达水平显著高于活动性结核(ATB)组。此外,MORN3和LLGL2的表达与免疫细胞浸润相关,这表明Llgl2可能在LTBI的免疫反应中发挥作用[4]。
Llgl2在非吸烟者肺腺癌(NSLA)中也有重要作用。研究发现,LLGL2的表达水平在NSLA组织中显著上调。LLGL2的表达上调与雌激素信号通路的激活相关。此外,LLGL2的表达上调还与染色体14和21的拷贝数缺失、STK11突变和LLGL2基因的DNA低甲基化相关。这些结果表明,LLGL2可能成为NSLA的潜在治疗靶点[5]。
Llgl2在前列腺癌(PCa)中也发挥重要作用。研究发现,LLGL2的表达下调与自噬作用的缺陷和EMT的增加相关。LLGL2的敲低可以诱导自噬作用,并抑制EMT的发生。这些结果表明,LLGL2可能成为PCa的潜在治疗靶点[6]。
Llgl2在胎盘发育中也发挥重要作用。研究发现,Llgl2对于胎盘的分支形态发生是必需的。Llgl2基因敲除小鼠表现出胎盘发育异常,包括胎盘组织结构异常和胎儿生长迟缓。这些结果表明,Llgl2在胎盘发育中发挥重要作用,可能成为治疗与胎盘发育相关的疾病的新靶点[7]。
Llgl2在前列腺导管腺癌(PDA)和前列腺腺泡腺癌中表达存在差异。研究发现,LLGL2在PDA中的表达水平显著高于前列腺腺泡腺癌。此外,LLGL2在PDA中的表达主要位于细胞质中,而在前列腺腺泡腺癌中的表达主要位于细胞核中。这些结果表明,LLGL2可能成为PDA和前列腺腺泡腺癌的鉴别诊断标志物[8]。
Llgl2在子宫内膜癌(EC)中也发挥重要作用。研究发现,LLGL2的表达水平在子宫内膜癌组织中显著上调。LLGL2的表达上调与肿瘤的恶性进展相关,包括细胞增殖、迁移和侵袭能力的增加。此外,LLGL2还可以通过调节Hedgehog信号通路促进子宫内膜癌的恶性进展。这些结果表明,LLGL2可能成为子宫内膜癌的潜在治疗靶点[9]。
Llgl2在胚胎干细胞(ESCs)的多能性维持中也发挥重要作用。研究发现,Llgl2是Oct4远端增强子(DE)的远距离互作靶基因之一。Llgl2的表达与ESCs的多能性状态密切相关,敲低Llgl2会导致多能性的丧失,而过表达Llgl2则可以增强体细胞重编程。这些结果表明,Llgl2在ESCs的多能性维持中发挥重要作用[10]。
综上所述,Llgl2在细胞极性、组织发育、肿瘤发生、免疫反应和细胞多能性维持等多种生物学过程中发挥重要作用。Llgl2的研究有助于深入理解细胞极性和组织发育的分子机制,为肿瘤和其他疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Bii, Victor M, Rudoy, Dmytro, Klezovitch, Olga, Vasioukhin, Valeri. 2023. Lethal giant larvae gene family ( Llgl1 and Llgl2 ) functions as a tumor suppressor in mouse skin epidermis. In bioRxiv : the preprint server for biology, , . doi:10.1101/2023.03.06.531408. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36945368/
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3. Zhang, Shihui, Chen, Yunyun, Hu, Qiong, Fu, Zhichao, Liu, Kuancan. . SOX2 inhibits LLGL2 polarity protein in esophageal squamous cell carcinoma via miRNA-142-3p. In Cancer biology & therapy, 23, 1-15. doi:10.1080/15384047.2022.2126248. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36131361/
4. Xie, Longxiang, Zhu, Gaoya, Long, Sibo, Wang, Chaoyang, Wang, Guirong. 2024. Identification of MORN3 and LLGL2 as novel diagnostic biomarkers for latent tuberculosis infection using machine learning strategies and experimental verification. In Annals of medicine, 56, 2380797. doi:10.1080/07853890.2024.2380797. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39054612/
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6. Hong, Geum-Lan, Kim, Kyung-Hyun, Kim, Yae-Ji, Lim, Jae-Sung, Jung, Ju-Young. 2024. Novel role of LLGL2 silencing in autophagy: reversing epithelial-mesenchymal transition in prostate cancer. In Biological research, 57, 25. doi:10.1186/s40659-024-00499-w. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38720397/
7. Sripathy, Smitha, Lee, Minhui, Vasioukhin, Valeri. 2011. Mammalian Llgl2 is necessary for proper branching morphogenesis during placental development. In Molecular and cellular biology, 31, 2920-33. doi:10.1128/MCB.05431-11. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21606200/
8. Zhang, W, Wang, M, Liu, L T, Liu, M, Liu, D G. . [Differential expression of LLGL2 in prostate ductal adenocarcinoma and acinar adenocarcinoma and its significance]. In Zhonghua bing li xue za zhi = Chinese journal of pathology, 52, 1012-1016. doi:10.3760/cma.j.cn112151-20230216-00138. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37805392/
9. Yang, Hua, Ji, Yuqing, Liu, Dong, Sun, Bei, Wang, Fang. 2024. LLGL2 targets the Hedgehog signaling pathway to influence malignant progression of endometrial cancer. In Cellular signalling, 127, 111553. doi:10.1016/j.cellsig.2024.111553. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39647764/
10. Moon, Byoung-San, Huang, David, Gao, Fan, Chen, Jun, Lu, Wange. 2023. Long range inter-chromosomal interaction of Oct4 distal enhancer loci regulates ESCs pluripotency. In Cell death discovery, 9, 61. doi:10.1038/s41420-023-01363-8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36781845/