USF2,即上游刺激因子2,是一种转录因子,属于基本螺旋-环-螺旋/亮氨酸拉链(bHLH-Zip)蛋白家族,与c-Myc相关。该家族成员包括USF1和USF2,它们在细胞内广泛表达,参与调控多种基因的转录。USF2在细胞增殖、分化和代谢等方面发挥重要作用,其表达异常与多种疾病的发生发展密切相关。
在急性肾损伤(AKI)的病理过程中,USF2通过转录激活THBS1(血小板反应蛋白1)来激活TGF-β/Smad3/NLRP3/Caspase-1信号通路,刺激细胞焦亡,从而加重脓毒症诱导的AKI[1]。此外,USF2在结直肠癌中通过TGF-β/USF2信号轴促进上皮-间质转化(EMT)和转移,而肿瘤细胞外的S100A8蛋白则抑制USF2/S100A8轴,从而抑制EMT和转移[2]。
在细胞自噬和溶酶体相关过程中,USF2与转录因子EB(TFEB)竞争性结合基因启动子,调节溶酶体和自噬基因的表达。在营养充足条件下,USF2与组蛋白脱乙酰酶1(HDAC1)结合,抑制溶酶体基因表达;在饥饿条件下,USF2与TFEB竞争性结合,调节溶酶体基因表达[3]。
在低氧环境下,HIF-1α与STAT3相互作用,激活HIF-1目标基因启动子,而HIF-2α则与USF2相互作用,激活HIF-2目标基因启动子。USF2和STAT3分别与HIF-1α和HIF-2α蛋白特异性结合,从而实现对HIF目标基因的特异性激活[4]。
在肝细胞癌(HCC)中,USF2作为转录抑制因子,通过直接与TXNRD1启动子中的两个E-box位点结合,抑制TXNRD1的表达,从而抑制Akt/mTOR信号通路的激活,抑制HCC细胞的增殖和转移[5]。
USF2基因在染色体上的定位已在小鼠中得到证实,USF2基因位于染色体7上,而USF1基因则位于染色体1和11上[6]。此外,USF2基因的rs916145多态性与南方中国儿童胆道闭锁的易感性无关[7]。
GSK3β介导的USF2磷酸化可以改变其DNA结合、转录活性和半衰期。磷酸化后的USF2可能转变为更开放的构象,从而影响其转录活性和DNA结合能力[8]。
USF2作为转录因子,通过抑制Smurf1和Smurf2的转录活性,抑制TGF-β信号通路,从而促进乳腺癌的肿瘤发生[9]。此外,USF2还与HOXA9的表达相关,参与调控白血病的发生发展[10]。
综上所述,USF2作为一种重要的转录因子,在多种生物学过程中发挥重要作用。USF2的表达异常与多种疾病的发生发展密切相关,包括急性肾损伤、结直肠癌、肝细胞癌和乳腺癌等。此外,USF2在细胞自噬和溶酶体相关过程中也发挥重要作用。USF2的研究有助于深入理解转录因子的生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
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6. Henrion, A A, Martinez, A, Mattei, M G, Kahn, A, Raymondjean, M. . Structure, sequence, and chromosomal location of the gene for USF2 transcription factors in mouse. In Genomics, 25, 36-43. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7774954/
7. Chen, Lei, Fu, Ming, Tan, Ledong, Zhang, RuiZhong, Zeng, Jixiao. . Irrelevance of USF2 rs916145 polymorphism with the risk of biliary atresia susceptibility in Southern Chinese children. In Bioscience reports, 40, . doi:10.1042/BSR20193623. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32109289/
8. Horbach, Tina, Chi, Tabughang Franklin, Götz, Claudia, Dimova, Elitsa Y, Kietzmann, Thomas. 2014. GSK3β-dependent phosphorylation alters DNA binding, transactivity and half-life of the transcription factor USF2. In PloS one, 9, e107914. doi:10.1371/journal.pone.0107914. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25238393/
9. Tan, Yawen, Chen, Yujiao, Du, Mengge, Peng, Zhiqiang, Xie, Ping. 2018. USF2 inhibits the transcriptional activity of Smurf1 and Smurf2 to promote breast cancer tumorigenesis. In Cellular signalling, 53, 49-58. doi:10.1016/j.cellsig.2018.09.013. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30244169/
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