HLA-G基因转录因子的生物信息学分析

廖贵益，钟金彪，赵飞，丁汉东

(安徽医科大学第一附属医院，合肥230022)



HLA-G基因转录因子的生物信息学分析

廖贵益，钟金彪，赵飞，丁汉东

(安徽医科大学第一附属医院，合肥230022)

目的分析人白细胞抗原-G(HLA-G)基因的转录调控因子。方法 利用生物信息学技术，从UCSC基因组数据库获取HLA-G基因的启动子区序列，登陆JASPAR数据库，在线预测HLA-G基因的转录调控因子，将得分阈值设定为≥95%并对涉及的转录因子进行分析。结果 成功获得了长度为2 kb的HLA-G基因启动子区序列。该启动子区涉及11个家族22种转录因子，其中8个转录因子家族的生物学功能涉及胚胎发育，4个转录因子家族的生物学功能涉及免疫阻遏、免疫耐受。结论 HLA-G基因的表达调控是多种转录因子作用的复杂网络过程。HLA-G转录因子在调控胚胎发育、诱导免疫耐受等过程中具有重要作用。

白细胞抗原-G；启动子；转录因子；生物信息学技术

人白细胞抗原-G(HLA-G)为非经典Ⅰ类白细胞抗原，特异性表达于胚胎、胸腺等免疫赦免区及肿瘤组织。目前研究认为，HLA-G在生理组织免疫赦免及肿瘤免疫逃逸中发挥重要作用，其重要功能是诱导免疫耐受的建立。利用网络数据库可以对基因启动子区转录因子结合位点进行分析，从而预测调控基因表达的一系列顺式转录调节元件，了解基因表达的调控机制及基因功能[1,2]。2015年9～10月，我们用生物信息学技术对HLA-G基因的转录因子进行计算机预测并分析，为后续研究奠定基础。

1　资料与方法

1.1 HLA-G基因启动子区系列的获取 登陆UCSC基因组数据库，利用基因浏览工具检索，检索基因名称为HLA-G，检索启动子序列长度设为2 000，提交即得到HLA-G基因启动子区即转录起始位点上游2 kb的系列。该系列是5′→3′方向的正义链系列。

1.2HLA-G基因转录因子的生物信息学分析登陆JASPAR数据库，将HLA-G基因2 kb的启动子区序列按要求格式输入，进行转录因子预测， 将得分阈值设为95%。

2　结果

共检索出得分阈值≥95%的HLA-G基因启动子区结合位点81个，其中40个转录因子结合位点涉及11个家族的22种转录因子，包括AT富集相互作用域家族(ARID)的AT富集相互作用域3A(ARID3A)，碱性螺旋环螺旋家族(bHLH)的芳香烃受体核转位蛋白∶芳香烃受体(Arnt∶Ahr)，E26转录因子家族(ETS)的ETS同源因子(EHF)、嘌呤富集盒1(SPIB)，叉头框蛋白家族(FOX)的叉头框蛋白C1(FOXC1)、叉头框蛋白O3(FOXO3)，同源异型盒基因家族(HOX)的同源异型盒A5(HOXA5)、新生儿卵巢同源基因(Nobox)和人成对相关同源盒基因2(Prrx2)，巨噬细胞激活因子家族(MAF)的巨噬细胞激活因子B(MAFB)和红细胞衍生核因子2样蛋白1∶巨噬细胞激活因子G(NFE2L1∶MAFG)，锌指蛋白家族(ZFP)的锌指蛋白354C(ZNF354C)、骨髓锌指蛋白1_1-4(MZF1_1-4)，禽类成髓细胞瘤病毒(Myb)，SRY相关基因家族(SOX)的SRY相关基因5、10(SOX-5、SOX-10)，碱性亮氨酸拉链蛋白(bZIP)家族的上游刺激因子(USF)、第17号基因D(JUND)、FBJ骨肉瘤病毒癌基因同源物(FOS)和第17号基因(JUN)∶FOS，E盒结合锌指蛋白家族(ZEB)的E盒结合锌指蛋白1、2(ZEB1、 ZEB2)。见表1。其余41个反义链上的结合位点没有特殊意义。

表1　22种转录因子及功能

3　讨论

基因的转录起始位点之前一般有一段非编码区序列，该序列能与一系列转录因子相结合，从而调控基因的转录、行使启动子的功能，该序列即基因的启动子区。基因的启动子没有明显、固定的位置，多位于转录起始位点之前，也可穿插于基因之中。基因的转录受多因素、多环节、交互影响的复杂网络的调控。一般情况下，启动子为基因转录起始点上游1 kb的碱基序列。而在基因研究中为了获得更全面的信息，多数研究均选择转录起始位点前2 kb的序列作为启动子区域进行分析。

目前研究认为，HLA-G的主要功能是参与组织免疫耐受的建立。HLA-G为非经典Ⅰ类白细胞抗原，正常生理条件下，HLA-G仅表达于妊娠期绒毛外的细胞滋养层、胸腺髓质间上皮细胞、眼球部分等免疫赦免区，在胎儿、眼球等的免疫耐受中起着重要的作用[3～6]。在乳腺癌、肺癌、食管癌、胃癌、结直肠癌、卵巢癌、子宫内膜癌、子宫颈癌、黑色素瘤和血液系统恶性肿瘤等几乎所有恶性肿瘤组织中均存在HLA-G的异常表达，提示HLA-G在肿瘤免疫逃逸中起着重要作用[7～15]。

本研究利用生物信息学技术预测了HLA-G的转录因子，设得分阈值≥95%时发现涉及11个家族的22种转录因子，其中有8个转录因子家族(ARID、ETS、FOX、HOX、ZFP、SOX、bZIP、ZEB)的生物学功能涉及胚胎发育，说明HLA-G在胚胎发育中具有重要作用；4个转录因子家族(bHLH、ETS、FOX、MAF)的生物学功能涉及免疫阻遏、免疫耐受，表明HLA-G具有诱导免疫耐受的重要功能。本研究从转录因子的角度分析印证了HLA-G的功能，表明HLA-G基因的表达调控是多种转录因子作用的复杂网络过程，与其相关的转录调控因子在孕卵着床、胚胎发育及诱导免疫耐受过程中发挥着重要作用。

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安徽省高校省级自然科学研究项目(KJ2014A123)。

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.30.011

R318.04

A

1002-266X(2016)30-0037-03

2015-11-27)