综述:SOX 基因超家族在肿瘤发生中的作用:揭示与非编码 RNA、关键通路、化疗耐药及基因编辑方法的联系

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 3.1

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  该综述聚焦 SOX 基因超家族(含 20 个含 HMG 结构域的转录因子),探讨其通过调控细胞命运参与肿瘤侵袭、转移、增殖、化疗耐药等表型的机制,重点分析与长链非编码 RNA(lncRNAs)互作,展望其在肿瘤免疫微环境(TIME)等领域的研究及治疗潜力。

  

SOX 基因超家族与肿瘤发生:多维度机制与治疗新方向


SOX 基因超家族的生物学特征


SRY 相关高迁移率族盒(HMGB)家族包含 20 个具有保守高迁移率族(HMG)结构域的转录因子,统称 SOX 基因超家族。其通过结合 DNA 调控染色质结构与转录程序,在胚胎发育、细胞谱系分化中起关键作用。异常表达或功能失调时,SOX 家族成员可驱动细胞命运决定偏离正常轨迹,与多种肿瘤表型密切相关。

SOX 家族在肿瘤中的多重角色


  1. 肿瘤恶性表型调控
    SOX 家族成员通过调控细胞增殖、凋亡平衡影响肿瘤生长。例如,SOX2 在胶质母细胞瘤中维持癌干细胞(CSCs)干性,其高表达与肿瘤侵袭性增强及预后不良相关;SOX9 通过激活 Wnt/β-catenin 通路促进结直肠癌细胞上皮 - 间质转化(EMT),增强细胞迁移和转移能力。在乳腺癌中,SOX4 与 NF-κB 通路协同,抑制细胞凋亡并诱导化疗耐药表型。

  2. 化疗耐药机制关联
    化疗耐药是肿瘤治疗失败的主要原因之一,SOX 家族通过多途径参与该过程。研究表明,SOX7 可上调 ATP 结合盒转运蛋白(ABC 转运体)如 ABCB1 表达,加速药物外排;SOX12 通过表观遗传机制沉默促凋亡基因 Bax,增强肿瘤细胞对紫杉醇的耐受性。在非小细胞肺癌中,SOX2/Oct4 复合物通过激活 DNA 损伤修复通路,降低顺铂诱导的基因组损伤效应。


SOX 家族与非编码 RNA 的互作网络


长链非编码 RNA(lncRNAs)作为基因表达的关键调控分子,与 SOX 家族形成复杂调控环路:

  • 转录调控层面:lncRNA HOTAIR 通过招募 PRC2 复合物,在染色质水平抑制 SOX2 下游抑癌基因表达,协同促进胃癌进展;
  • 转录后调控层面:lncRNA SOX2OT 通过海绵吸附 miR-34a,解除其对 SOX2 mRNA 的抑制作用,在肝癌中形成 “SOX2OT/miR-34a/SOX2” 正反馈回路;
  • 表观遗传交叉调控:SOX 家族成员可结合 lncRNA 启动子区域,如 SOX9 直接激活 lncRNA MALAT1 转录,后者通过调控剪接因子参与肿瘤转移调控。

肿瘤免疫微环境(TIME)中的潜在作用


尽管 SOX 家族在肿瘤免疫中的研究尚处起步阶段,现有证据提示其双向调控潜能:

  • 免疫抑制微环境塑造:SOX10 在黑色素瘤中通过诱导 PD-L1 表达,抑制 CD8+T 细胞功能;SOX4 通过调控 M2 型巨噬细胞极化,促进免疫抑制性细胞因子 IL-10 分泌;
  • 免疫原性调控矛盾性:部分研究显示,SOX2 在某些肿瘤中可通过激活 IFN-γ 通路增强肿瘤免疫原性,提示其作用可能依赖肿瘤类型与微环境背景。

治疗策略与基因编辑技术应用


基于 SOX 家族的分子机制,新型治疗策略正逐步探索:

  1. 小分子抑制剂开发:针对 SOX-DNA 结合域的化合物如 LG100268 可阻断 SOX9 与 β-catenin 互作,在胰腺癌模型中显示抑癌效应;
  2. 基因编辑干预:CRISPR-Cas9 系统靶向敲除 SOX2 在肺癌干细胞中可显著抑制肿瘤 sphere 形成能力,联合化疗药物可增强体内抗肿瘤效果;
  3. 非编码 RNA 靶向治疗:反义寡核苷酸(ASO)抑制 lncRNA SOX2OT 可下调 SOX2 表达,在神经母细胞瘤动物模型中逆转化疗耐药表型。

总结与展望


SOX 基因超家族通过多层面调控网络介入肿瘤发生发展,其与 lncRNAs 的互作、在 TIME 中的复杂角色及化疗耐药机制的阐明,为肿瘤精准治疗提供了丰富靶点。未来研究需进一步解析家族成员的肿瘤类型特异性功能、与其他转录因子的协同网络,以及基于基因编辑技术的递送系统优化,推动基础研究向临床转化的跨越。

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