ZEB1,也称为锌指E框结合同源框1(Zinc finger E-box-binding homeobox 1),是一种重要的转录因子,在多种生物学过程中发挥着关键作用。ZEB1在细胞命运决定、分化、迁移和侵袭等过程中发挥重要作用,其表达异常与多种疾病的发生发展密切相关。
ZEB1在骨关节炎(OA)的发生发展中发挥着重要作用。一项基于单细胞RNA测序(scRNA-seq)的研究发现,在OA患者的关节软骨和半月板组织中,存在一种具有ZEB1转录因子作为主要调节因子的衰老细胞群体,该细胞群体在OA中显著扩增,并具有强烈的OA和衰老基因特征。进一步研究发现,ZEB1和FAP是该细胞群体中表达上调的关键基因,它们共同促进OA的发病机制,包括衰老和细胞外基质(ECM)降解[1]。
ZEB1在黑色素瘤的免疫逃逸中发挥着重要作用。研究发现,ZEB1表达与黑色素瘤细胞中CD8+ T细胞浸润减少相关,且ZEB1过表达可抑制CD8+ T细胞的招募,导致肿瘤免疫逃逸和免疫检查点阻断治疗的耐药性。机制上,ZEB1直接抑制T细胞趋化因子CXCL10的分泌,从而影响T细胞的募集和活化。此外,ZEB1敲除可促进CD8+ T细胞的浸润,与抗PD-1抗体治疗协同促进肿瘤消退[2]。
ZEB1在女性生育能力中也发挥着重要作用。研究发现,ZEB1基因表达水平与体重指数(BMI)和年龄显著相关,肥胖女性的ZEB1基因表达水平高于正常体重和超重女性,而年龄较大的女性则表现出ZEB1基因表达的降低。这提示ZEB1基因可能在女性生育能力和生育评估中具有潜在的应用价值[3]。
ZEB1在肝细胞癌(HCC)的发生发展中发挥着重要作用。研究发现,circ-ZEB1和PIK3CA在HCC组织中表达上调,而miR-199a-3p表达下调。circ-ZEB1通过沉默miR-199a-3p促进PIK3CA的表达,进而影响HCC的增殖和凋亡。这提示circ-ZEB1和PIK3CA可能成为HCC诊断和治疗的新靶点[4]。
ZEB1在肺癌的发生发展中发挥着重要作用。一项基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的研究发现,ZEB1和ZEB2基因的敲除可导致A549细胞系中基因的突变和缺失。这提示CRISPR/Cas9技术可作为一种高效的方法来编辑ZEB1和ZEB2基因,为肺癌的研究和治疗提供新的思路[5]。
ZEB1在胃肠道癌症的发生发展中发挥着重要作用。研究发现,VIP(血管活性肠肽)表达与ZEB1表达在胃肠道癌症中呈正相关,且两者均与EMT和细胞周期通路相关。这提示VIP和ZEB1可能成为胃肠道癌症的预后和预测生物标志物[6]。
ZEB1在胶质母细胞瘤的发生发展中发挥着重要作用。研究发现,ZEB1在胶质母细胞瘤干细胞中通过直接DNA结合和间接招募Lef1的方式,参与基因的激活和抑制。ZEB1激活的基因中包括Prex1,其表达水平升高与胶质母细胞瘤患者生存期缩短相关[7]。
ZEB1在胰腺癌的转移中发挥着重要作用。研究发现,ZEB1在胰腺癌中是形成前病变、侵袭和转移的关键因素。ZEB1的耗竭可抑制肿瘤细胞的干性和定植能力,以及表型和代谢可塑性[8]。
ZEB1在黑色素瘤的细胞状态转变中发挥着重要作用。研究发现,ZEB1通过负调控SOX10-MITF依赖的增殖/黑色素细胞程序和正调控AP-1驱动的侵袭/干细胞程序,控制着黑色素瘤细胞状态的转变。ZEB1在神经嵴样细胞和间质细胞中表达上调,进一步证实了其在体内的作用[9]。
ZEB1在牛脂肪细胞中调控ABHD5基因的表达。研究发现,ZEB1和CREB在牛脂肪细胞中具有显著的ChIP-seq富集,且ZEB1和CREB结合位点的突变可显著降低ABHD5基因的启动子活性。这提示ZEB1和CREB是调控牛ABHD5基因表达的重要转录因子[10]。
综上所述,ZEB1是一种重要的转录因子,在多种生物学过程中发挥着关键作用。ZEB1在骨关节炎、黑色素瘤、女性生育能力、肝细胞癌、肺癌、胃肠道癌症、胶质母细胞瘤、胰腺癌和黑色素瘤的细胞状态转变等方面发挥着重要作用。ZEB1的研究有助于深入理解其在不同疾病发生发展中的作用机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Swahn, Hannah, Li, Kun, Duffy, Tomas, Head, Steven R, Lotz, Martin K. 2022. Senescent cell population with ZEB1 transcription factor as its main regulator promotes osteoarthritis in cartilage and meniscus. In Annals of the rheumatic diseases, 82, 403-415. doi:10.1136/ard-2022-223227. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36564153/
2. Plaschka, Maud, Benboubker, Valentin, Grimont, Maxime, Dalle, Stéphane, Caramel, Julie. . ZEB1 transcription factor promotes immune escape in melanoma. In Journal for immunotherapy of cancer, 10, . doi:10.1136/jitc-2021-003484. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35288462/
3. Chrysanthopoulos, Ioannis, Mavrogianni, Despoina, Drakaki, Eirini, Drakakis, Peter, Stavros, Sofoklis. 2023. Detection of zeb1 Gene in Granulosa Cells in Women Undergoing IVF Treatment. In Journal of clinical medicine, 12, . doi:10.3390/jcm12175652. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37685721/
4. Liu, Weiwei, Zheng, Lu, Zhang, Rongguiyi, Wu, Linquan, Li, Jing. 2022. Circ-ZEB1 promotes PIK3CA expression by silencing miR-199a-3p and affects the proliferation and apoptosis of hepatocellular carcinoma. In Molecular cancer, 21, 72. doi:10.1186/s12943-022-01529-5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35277182/
5. Mohammadinejad, R, Sassan, H, Pardakhty, A, Dehshahri, A, Mandegary, A. . ZEB1 and ZEB2 gene editing mediated by CRISPR/Cas9 in A549 cell line. In Bratislavske lekarske listy, 121, 31-36. doi:10.4149/BLL_2020_005. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31950837/
6. Rao, Ishani H, Waller, Edmund K, Dhamsania, Rohan K, Chandrasekaran, Sanjay. 2023. Gene Expression Analysis Links Autocrine Vasoactive Intestinal Peptide and ZEB1 in Gastrointestinal Cancers. In Cancers, 15, . doi:10.3390/cancers15133284. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37444395/
7. Rosmaninho, Pedro, Mükusch, Susanne, Piscopo, Valerio, Momma, Stefan, Castro, Diogo S. 2018. Zeb1 potentiates genome-wide gene transcription with Lef1 to promote glioblastoma cell invasion. In The EMBO journal, 37, . doi:10.15252/embj.201797115. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29903919/
8. Krebs, Angela M, Mitschke, Julia, Lasierra Losada, María, Stemmler, Marc P, Brabletz, Thomas. 2017. The EMT-activator Zeb1 is a key factor for cell plasticity and promotes metastasis in pancreatic cancer. In Nature cell biology, 19, 518-529. doi:10.1038/ncb3513. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28414315/
9. Durand, Simon, Tang, Yaqi, Pommier, Roxane M, Dalle, Stéphane, Caramel, Julie. 2024. ZEB1 controls a lineage-specific transcriptional program essential for melanoma cell state transitions. In Oncogene, 43, 1489-1505. doi:10.1038/s41388-024-03010-7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38519642/
10. Wang, Xiaoyu, Li, Anning, Raza, Sayed Haidar Abbas, Yang, Wucai, Zan, Linsen. 2020. Transcription Factors ZEB1 and CREB Promote the Transcription of Bovine ABHD5 Gene. In DNA and cell biology, 40, 219-230. doi:10.1089/dna.2020.5994. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33332227/