2024年4月10日发(作者：)
90×35=31分。叙述清楚，逻辑性较强。
Sp1基因与白血病的研究进展
丘国彬 200671149 06本硕四班 指导老师：蒋纪恺
摘要
转录因子Sp1是存在于哺乳动物细胞中的一种基因调控锌指蛋白，它特异性地结合GC
盒启动因子，选择性地活化从含功能识别位点的基因到mRNA的转录，它的c端含有3个连
续的cys2His2型的锌指。有许多蛋白能与sp1作用，它是通过磷酸化和在单糖乙酰葡萄糖
胺的O键的糖基化而被修饰的。在与白血病的关系的研究中，也有部分成果：1能调控
PML(promyelocytic leukemia早幼粒细胞白血病基因)的转录，降解PML-RARα蛋白诱导APL
细胞分化；1能调控EFN的表达，限制EFN的过量表达而达到治疗白血病的效果；1
对K562白血病细胞增殖、凋亡及耐药性产生影响。
前言
Sp1转录因子的简介：
Sp1最早是在类人猿病毒40的启动子中被发现的，它可以和GC盒结合而激活基因转录
[1]。1987年Kadonaga等人从Hela细胞中克隆出了人SP1的部分cDNA序列，在通过聚丙
烯酰胺葡聚糖和磷酸纤维素纯化后被命名为Sp1。随着Sp1的纯化和克隆，证实Sp1只是特
异蛋白(specificity protein)家族的一员，它们通过GC盒调节转录[2]。它的c端含有3
个连续的cys2His2型的锌指。
锌指(Zinc finger)，是存在于真核细胞转录因子中的重要的DNA结合蛋白结构域
(DNA-binding protein domain)之一。
1的结构与功能
（Fig1 sp1的结构区。右侧标明为氨基酸的含量和分子量）
Sp1基因编码105kDa的蛋白质，2000年从cDNA序列推算出了人类Sp1氨基酸序列[3]。
Sp1蛋白被分为数个功能亚区[4](Fig.1)。转录激活区包括A、B两个亚区，当通过DNA结
合区与DNA结合后，它们都可以发挥促转录活性。A、B亚区均为富含谷氨酰胺的区域，靠
近谷氨酰胺富集区的是丝/苏氨酸富集区，与翻译后修饰有关[5]。C区是高电荷氨基酸富集
区，C区的球头结构在Sp1与甾醇调节因子结合蛋白发挥协同激活时有着重要的作用
(Fig.1)[6]。C区的羧基末端有Sp家族的标志性区域—特征式的三个Cys2His2锌指结构。
它们是与DNA上特异性富集GC的启动子元件结合必须的结构。羧基末端的D区是A、B区发
挥协同激活所必须结构[9,11]。Harrison于2000年在Sp蛋白的氨基端鉴定出高度保守的
Sp盒(SPLALLAATCSR/KI)[7]。它包含了一个内在的蛋白水解切割位点，靠近Sp1蛋白酶体
依赖降解靶点。据推测，Sp1结构中的PEST序列位于富含电荷的C区，这一结构是抑制蛋
白水解作用的潜在位点[8]。
2.与Sp1作用的蛋白
Sp1是通过与其他蛋白的相互作用来调节基因表达的。Sp1的所有蛋白结合位点已经被
证实了(见下表)。
Sp1经它的D结构域而形成高序复合物的能力通过与多位点的结合而产生了协同的转录
激活。投射电子显微技术证实Sp1首先形成四聚体，之后在DNA结合位点多个四聚体聚集[9]。
当Sp1形成一个多聚体时就为与蛋白质相互作用提供了多位点。
1的修饰
Sp1是通过磷酸化和在单糖乙酰葡萄糖胺的O键的糖基化而被修饰[10]
Sp1与白血病
1与PML
瞬间转染实验显示PML的转录受Sp1的调控，而PML蛋白能以剂量依赖的方式抑制这种
Sp1依赖的启动子活化。其机理可能是：PML通过其卷曲螺旋区和Sp1的C末端区(DNA结合
区)结合，从而特异地破坏Sp1和DNA的结合。因此，PML与Sp1的相互作用可能代表一种
对EGFR和其他Sp1靶启动子转录负调节的新机理[11]。转基因小鼠研究显示由特异性染色
体t(15;17)易位产生的PML-RARα蛋白是APL的重要发病基础。相应地，降解该融合蛋白
可能是某些因素诱导APL细胞分化。例如，于文强等［12］报道针对PML-RARα融合基因的
反义寡核苷酸(AS)能够抑制APL细胞系的生长，并诱导其分化。
1与EEN(extra eleven nineteen）
EEN是一个新的人类急性白血病相关基因。在一例儿童急性髓性血病中，克隆了一个与
hrx 基因融合的新基因，命名为EEN，并应用荧光染色体原位杂交技术将该基因定位于染色
体l9pl3上。研究人员进一步解析了EEN基因的包括5’调控区域与转录起始位点
（transcription start site，TSS）在内的基因组结构特征。研究结果表明，细胞转录
激活因子Sp1可以结合在EEN启动子的guanine-cytosine(GC)–stretch上，而且对于正常
EEN的表达起着关键性的作用，而白血病相关融合蛋白AML1-ETO可以通过一个AML1结合位
点异常反式激活（transactivate）EEN基因。众所周知，过量表达的EEN表现出致瘤特性
（oncogenic properties）。因此我认为可以在Sp1调控EFN表达这一点上，限制EFN的
过量表达，而达到治疗白血病的效果[13]。
3.转录因子Sp1、Sp3对K562白血病细胞增殖、凋亡及耐药性的影响[14]
1）转录因子Sp1和Sp3在足叶乙甙与顺铂联合杀伤K562白血病细胞作用
足叶乙甙(etoposide,VP-16)是最早应用于临床的拓扑异构酶II(topoisomerase II，
Topo II)抑制剂之一，主要对细胞周期中S晚期及G2期细胞具有杀灭作用。其临床应用已
经有三十余年，目前仍然是治疗白血病的一线药物，常和阿糖胞苷等化疗药物组成联合化疗
方案。但是在临床治疗过程中，许多患者对VP-16产生耐药现象，导致化疗失败。
顺铂(cisplatin,DDP)可以与DNA产生链内和链外的交联，改变DNA作为正常复制模板
的功能，导致肿瘤细胞DNA损伤，主要作用于G1期，但仍属于细胞周期时相非特异性药物。
在某些实体肿瘤的研究中发现，DDP能够上调Topo II的表达水平，从而为VP-16提供更多
的靶酶，增强其化疗作用。
实验表明，在应用VP-16后，Topo II蛋白表达水平下降，同时伴有mRNA水平的降低。
而在DDP作用后，Topo II的表达水平呈浓度依赖性上升。Sp1、Sp3作为广泛存的转录调控
因子，存在于Topo IIα、β的启动子区[15,16]。Sp1通过其三个“锌指结构”与Topo II
α、β启动区的GC/GT盒结合，增强Topo II mRNA的转录，上调Topo II的表达[17]，而
Sp3同样含有三个可与GC/GT盒结合的“锌指结构”，可与Sp1竞争性结合GC/GT盒位点，
但Sp3的转录活性较低，因此竞争性抑制了由Sp1介导的对Topo II启动子的促转录活性，
下调Topo II的表达[18]。
DDP可以通过上调Sp1的表达而使Topo II的含量上升，为VP-16提供更多的靶酶，因
而可以发挥协同作用，这一作用是通过转录因子Sp1和Sp3的调控实现的。转录因子Sp1
和Sp3可能参与化疗药物杀伤肿瘤细胞的分子机制，通过对它们的表达进行调控可能会使细
胞对药物的敏感性产生改变。
2）转染Sp1和Sp3表达型质粒对K562/VP细胞增殖、凋亡以及耐药性影响
（1）Sp1和Sp3表达型质粒转染可以改变K562/VP细胞的耐药性：Sp1基因使耐药指数下降，
而Sp3基因使耐药指数上升。
（2）Sp1基因通过上调Topo IIα、PCNA和cyclinD1的表达，使处于增殖期的细胞增加，
并且为VP-16提供更多的作用靶点，而使K562/VP细胞对VP-16的敏感性增加；Sp3
通过与Sp1的竞争性拮抗作用，发挥相反作用。
（3）Sp1通过上调p53等基因的表达，降低Bcl-2和Bax的相对表达水平，促进细胞的凋
亡，最终通过Caspase-3等的作用使细胞发生凋亡，从而增加细胞对药物的敏感性。
（4）Sp3能够对Sp1蛋白介导的转录激活产生抑制作用，其作用可能是通过与Sp1竞争性
与GC盒结合，但其促转录活性较差，因而使倍结合的启动子活性降低，使转录受到抑
制。
结论
1转录因子能调控PML的转录，降解PML-RARα蛋白诱导APL细胞分化。
1能调控EFN的表达，限制EFN的过量表达而达到治疗白血病的效果。
1能够对K562白血病细胞增殖、凋亡及耐药性产生影响。可以通过调控Sp1使足叶乙
甙与顺铂联合杀伤K562白血病细胞的效果更好。
虽然白血病的发病机制仍然还未十分清楚，但对Sp1基因和白血病的研究却是有目共睹
的。我认为对Sp1与白血病的研究一定可以对治疗白血病的治疗带来更大的帮助。
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