SOX2

Allikas: Vikipeedia
SOX2

SOX2 ehk (sugu määrav regioon Y)-box 2 on transkriptsioonifaktor, mida kodeerib SOX2 geen. SOX2 kuulub SOX perekonna transkriptsioonifaktorite hulka, millel on võtmeroll mitmes imetajate arengustaadiumis. SOX2 transkriptsioonifaktor on vajalik diferentseerumata embrüonaalsete tüvirakkude pluripotentsuse hoidmisel ning neuraalsete tüvirakkude säilitamisel.[1]

SOX2[muuda | muuda lähteteksti]

Inimese SOX2 geen koosneb ühest eksonist ja asub 3. kromosoomis SOX2 overlapping transcript (SOX2OT) geeni intronis.[1] Geen kuulub SOXB1 gruppi ning kodeerib 317 aminohappest koosnevat valku.

SOX valkude perekond jagab kõrgelt konserveerunud DNA sidumisdomeene, mis on tuntud kui HMG (high-mobility group) box domeenid, mis koosnevad umbes 80 aminohappest.[1] SOX2 koosneb kolmest põhidomeenist: N-terminaalne, HMG ning transaktivatsiooni domeen. [2] Transkriptsioonifaktor moodustab trimeerse kompleksi OCT4 ehk oktameeri siduv transkriptsioonifaktor 4 ja DNA-ga ning kontrollib mitmeid embrüonaalses arengus osalevaid geene, nagu näiteks YES1, FGF4, UTF1 ning ZFP206. [3]

Kompleks OCT4 ja DNA-ga

Ekspressiooni regulatsioon[muuda | muuda lähteteksti]

Nagu teiste transkriptsioonifaktorite puhul, on ka SOX2 ekspressioon reguleeritud nii organismis toodetud kui ka keskkonnas leiduvate faktorite signaaliradade kaudu. Mitmed regulatoorsed regioonid SOX2 lookuses on vastutavad SOX2 ekspressiooni kontrolli eest, nende hulgas SOX2 promootori tuum, s.o. minimaalne osa promootorist, mis on vajalik transkriptsiooni alustamiseks, ja mitmed enhanserid, mis asuvad nii üles- kui allavoolu SOX2 geenil. Mitmed laboratooriumid on näidanud embrüonaalsetes tüvirakkudes (ES rakkudes) SOX2 interakteerumist OCT4-ga, et formeerida regulatiivne kompleks, mis seob end SOX2 regulatoorsele regioonile nr 2, et aktiveerida SOX2 transkriptsioon. See näitab, et ES rakkudes on SOX2 positiivselt auto-reguleeritud SOX2-OCT4 kompleksi poolt. [4]

SOX2 neuraalsel diferentseerumisel[muuda | muuda lähteteksti]

Embrüonaalse arengu käigus on SOX2 püsivalt ekspresseeritud. Algselt on ekspersseeritud implanteerumata ehk pesastumata embrüo epiblastis seejärel, pärast gastrulatsiooni valdavalt kesknärvisüsteemis. See viitab SOX2 funktsioonile neuraalses arengusuunas. SOX2, OCT4 ja Nanog on kolm põhilist pluripotentsuse transkriptsioonifaktorit, mis mängivad olulist rolli pluripotentsuse indutseerimisel ja säilitamisel. On välja pakutud, et need kolm põhilist transkriptsioonifaktorit reguleerivad ES rakkude diferentseerumist spetsiifilistesse suundadesse. SOX2 juhib ES rakkude diferentseerumist neuroektodermi, OCT4 ja Nanog suunavad rakud diferentseeruma mesendodermi, mis on mesodermi ja definitiivse ehk lõpliku endodermi ühine prekursor. Lisaks võimendab SOX2 neuraalset induktsiooni ja suurendab neuraalset diferentseerumist, represseerides teiste suundade võtmeregulaatoreid, nagu näiteks Brachyuri.[4]

SOX2 on oluline roll neuraalsete eellasrakkude uuenemisvõime säilitamisel nii in vitro kui ka in vivo. SOX2 on kõrgelt ekspresseeritud prolifereeruvates neuraalsetes eellasrakkudes ning on alla reguleeritud diferentseerunud post-mitootilistes neuronaalsetes ning gliiarakkudes. SOX2 ekspressiooni vähendamine neuraalsetes eellasrakkudes vähendab nende uuenemisvõimet ning proliferatsiooni, soodustades varasemat väljumist rakutsüklist ning terminaalset diferentseerumist. Samas emakaväline ekspressioon inhibeerib eellasrakkude diferentseerumist neuroniteks ja gliiaks. SOX2 emakaväline ekspressioon üksi või koos teiste neuraalsete transkriptsioonifaktoritega suudab otseselt reprogrammeerida fibroblaste multipotentseteks neuraalseteks eellasrakkudeks, mis veelgi rõhutab selle olulist rolli neuraalsetes rakkudes. Seega on SOX2 võtmefaktoriks nii neuraalsete eellasrakkude moodustamisel kui ka nende omaduste säilitamisel.[4]

Mutatsioonid[muuda | muuda lähteteksti]

Mutatsioone on seostatud silma arengu anomaaliatega (ocular developmental anomalies). SOX2 mutatsioonid põhjustavad anoftalmiat, s.o. nähtus, mille puhul puudub täielikult silmakude, ning mikroftalmiat ehk pisisilmsust. SOX2 mutatsioon põhjustab ka kuulmise kadumist ning aju anomaaliaid.[4] Lisaks arenguhäiretele on leitud, et SOX2 mängib olulist rolli ka vähi tekkes.[2]

SOX2 ekspressioon ja selle seos vähi tekkega[muuda | muuda lähteteksti]

SOX2 transkriptsioonifaktor on väga oluline embrüogeneesis ning hilisemas elus, kuid selle ekspressioon võib ka väga kahjulik olla. Mõnel juhul on seda kirjeldatud kui onkogeeni, kontrollides vähirakkude füsioloogiat nende tüvirakulist staatust säilitades.[2] Viimase kümne aasta jooksul on SOX2 ekspressiooni näidatud vähemalt 25 erinevas vähitüübis, sealhulgas munasarja-, kopsu-, naha-, aju-, rinna-, eesnäärme- ning pankreasevähis. Suuremal osal vähitüüpidest on näidatud, et SOX2 ekspressioon või geeni amplifikatsioon kasvajakoes on suurenenud. Paljude vähitüüpide puhul on näidatud SOX2 ekspressiooni nii RNA kui ka valgu tasemel. The Cancer Genome Atlas sisaldab andmeid, mis näitavad, et SOX2 mRNA ekspressioon on võrreldes normaalse koega paljudes vähitüüpides kõrgenenud.[5]

Paljude vähijuhtumite puhul on dokumenteeritud kõrgenenud SOX2 ekspressiooni valgu tasemel immunohistokeemiaga. Näiteks uuringus, milles osalesid rinnavähiga patsiendid, oli SOX2 tugevalt detekteeritav rinna kartsinoomi rakkudes. Seevastu normaalses, mitte tumorigeenses rinna epiteelkoes, oli SOX2 värvumine nõrk või puudus sootuks.[5]

Regulatsioon kilpnäärme hormoonide kaudu[muuda | muuda lähteteksti]

SOX2 promootori ülesvoolu (ingl. k upstream) regioonis on kolm kilpnäärme hormooni vastuselementi (TREs). See regioon on tuntud kui enhanser regioon. Uuringud on näidanud, et kilpnäärme hormoon T3 ehk trijoodtüroniin kontrollib SOX2 ekspressiooni enhanseri regiooni kaudu. TRα1 (kilpnäärme hormooni retseptori) ekspressioon on tõusnud prolifereeruvates ning migreeruvates neuraalsetes tüvirakkudes. Seega on välja käidud, et SOX2 transkriptsiooniline repressioon, mis on vahendatud kilpnäärme hormooni signaliseerimistelje kaudu, laseb neuraalsetel tüvirakkudel migreeruda subventrikulaarsest tsoonist. Kilpnäärme hormooni puudulikkus, eriti esimesel trimestril, viib ebanormaalse kesknärvisüsteemi arenguni.[6]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. 1,0 1,1 1,2 SOX2 SRY-box 2 [ Homo sapiens (human) ] NCBI andmebaas (vaadatud 31.10.2017)
  2. 2,0 2,1 2,2 Weina K., Utikal J. SOX2 and cancer: current research and its implications in the clinic 4. juuli 2014. Clinical and Translational Medicine
  3. Transcription factor SOX-2 UniProtKB andmebaas (vaadatud 31.10.17)
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 Zhang S., Cui W. Sox2, a key factor in the regulation of pluripotency and neural differentiation (lk 305–311). 26. juuli 2014. London, United Kingdom: World J Stem Cells
  5. 5,0 5,1 Wuebben E.L., Rizzino A. The dark side of SOX2: cancer – a comprehensive overview 25. märts 2017. Nebraska, USA: Oncotarget
  6. López-Juárez A, Remaud S, Hassani Z, Jolivet P, Pierre Simons J, Sontag T, Yoshikawa K, Price J, Morvan-Dubois G, Demeneix BA. Thyroid hormone signaling acts as a neurogenic switch by repressing Sox2 in the adult neural stem cell niche (lk 531–543) 3. mai 2012. Cell Stem Cell