Sox9基因的功能定位首席医学网2005年10月14日11:03:31Friday中华临床医师杂志征稿内科临床新进展研讨班重症与血流动力学大会血液净化技术学习班医学类核心期刊征稿第六届世界中医药大会2009世界高血压大会第四届中国国际白血病急危重病护理交流会IOF亚洲骨质疏松班2009年中国药学大会医学影像学术交流会结直肠肛门外科会议口腔正畸学术会议征稿广东研究生学术论坛
作者：秦宏敏
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Sox9（SRY-relatedhighmobilitygroup-boxgene9）基因是一种重要的早期胚胎发育相关基因，是与位于男性Y染色体上的SRY基因（SexdetermingregionofYchromosome）同源的家族基因。1990年Sinclair等将Y染色体上克隆到的人体性别的决定区域称为SRY基因，是当前被确定的睾丸决定因子的主要候选基因，是哺乳动物中睾丸发育的主要诱导者，被认为是性别决定研究的一个里程碑［1］。1992年Goodfellow等发现Sox9在雄鼠胚胎的睾丸形成中表达，而在雌鼠的胚胎中不表达［2］；1994年Goodfellow等克隆了Sox9基因（19－生物化学），发现它与SRYHMGBOX区域的同源性大于60％，基因定位于染色体17q24.Ⅱ～25.Ⅰ区段内，在男性睾丸的发育中与SRY基因相同，作为转录因子而调控其下游基因的表达。而SRY基因不是直接调节睾丸的发育而是通过Sox9共同作用才发生作用［3］。
1Sox9基因与CD综合征
1993年Tommerup等［4］首次通过对染色体易位断裂点定位作图，提出17号染色体短臂上的Sox9如果发生突变（Sox9基因的单倍体不足性Haploinsu-fficiency）,就可以导致躯干发育异常（Campomelicdysplasia,CD）。CD是一种罕见的可致死先天性软骨骨骼发育异常综合征（国外报道发病率为0.5～1/10万），其典型病状是先天弓形和长骨扭曲，合并四肢骨骼异常如先天性脊柱裂、多趾畸形以及和软骨形成障碍，患者常因呼吸衰竭而死于出生后第一个月内，因为疾病的严重程度不一，极少数病人能活到成年。作者同时还认为小鼠中的一种“短尾突变”实际上代表一种潜在的CD模式，虽然不表现性反转，这些小鼠应当也还有一系列其它骨骼发育上的异常。此前，作者为Sox基因家族成员的Sox9基因已被定位于染色体17q远端，所以，Sox9基因被认为就是CD基因。FosterJW等报道了50例左右XY核型的CD患者中，三分之二以上表型为女性，表现出性腺发育异常，暗示CD基因应当也在性别分化过程中起作用［5］。Lefebrve［6］等推测在CD患者中Sox9基因活性的降低将抑制Ⅱ型胶原的产生而导致严重的骨骼发育障碍。
2Sox9与软骨组织发育
1997年Lefebvre等在小鼠胚胎的不同时间段发现Sox9和Col2a1在所有的软骨细胞中表达，在软骨组织的软骨细胞中Sox9和Col2al的表达最高水平。但在肥大软骨细胞中未发现有Sox9表达。而Col2al仅有极少量的表达［6］。2000年Lefebvre又在体外培养的大鼠软骨肉瘤细胞中证实了cAMP（环腺苷酸）能够促进软骨细胞Ⅱ型胶原特异性增殖基因Col2a1（Collagen2alpha1gene，Ⅱ型胶原α1基因）的mRNA表达，通过cAMP依赖性PKA（环腺苷酸依赖性蛋白激酶）使Sox9磷酸化后，Sox9与Col2a1的结合能力增加，Col2a1在软骨细胞中的表达与Sox9的浓度呈正比关系，证实Col2a1是Sox9依赖性的软骨细胞特异性增殖基因［7］。Col2a1是软骨细胞增殖时不可取代的，Ⅱ型胶原特异性增殖基因，也是软骨细胞的特异性标志蛋白之一。Lefebvre等在新生小鼠的软骨细胞的原代培养中检测到Sox9和Col2a1mRNA高表达，但在传代后二者mRNA的表达随之减少。在培养的大鼠增殖旺盛的软骨肉瘤细胞中Sox9和Col2a1的RNA都有高表达。为了研究Sox9和Col2a1的相互关系Lofevbre将Sox9分别加入软骨肉瘤细胞和成纤维细胞中，可以观察到Col2a1的合成在软骨肉瘤细胞中非常活跃，而在成纤维细胞中则没有，进一步证实了Col2a1在软骨细胞增殖中是Sox9的靶基因。为了证实Sox9在软骨细胞分化和软骨组织生成中的作用，CHEN［8］等在培养的人体间充质干细胞中加入TGF-beta1和地塞米松，结果14天后发现代表软骨细胞表型的蛋白粘多糖，Ⅱ型胶原和Sox9mRNA的表达。Gruber［9］等最新收集了37例人体椎间盘的纤维环做Sox9的免疫组化染色，年龄组从15～76岁不等。结果发现在年轻生长中的纤维环细胞甚至髓核细胞Sox9呈均匀染色，随着年龄的增长和椎间盘的退变，纤维环细胞中的Sox9染色逐渐减少和消失，结果提示Sox9在椎间盘的Ⅱ型胶原和纤维环软骨生成中有着重要的作用。
3Sox9与软骨肉瘤
2003年美国德克萨斯大学肿瘤中心Wehrli等对人类90例11种小细胞型恶性肿瘤（尤文氏瘤，骨肉瘤，软骨肉瘤，淋巴肉瘤等）做Sox9的核心免疫组化染色，发现Sox9在所有软骨肉瘤的细胞核呈阳性染色（22例），而在非软骨肉瘤的其他类型的小细胞肿瘤的细胞核均呈阴性［10］；芬兰Turku大学的Soderstrom等在2002年为10例软骨肉瘤患者的肿瘤标本用Northernblot对Sox9的mRNA做了检测，结果是所有10例标本的肿瘤细胞都有Sox9mRNA的表达［11］；Schaefer等（美国）发现FGF（纤维生长因子）能够增强Sox9在SW1353软骨肉瘤细胞中的蛋白表达［11］。
为了研究Sox9与软骨肉瘤的关系，HuangW［12］等在体外培养的大鼠软骨肉瘤细胞中加入不同浓度的PTHrP使Sox9磷酸化，并且在细胞核中观察其表达。结果发现磷酸化的Sox9的表达与PTHrP的浓度呈正比关系，当去除PTHrP时，细胞核中的磷酸化Sox9表达消失。在近年的软骨肉瘤研究中，PTHrP都被当作是一个重要的信号因子来研究，它在Rozema，Bovée，Miyaji和Amling等多个人在不同的实验中被证明在人体软骨肉瘤细胞中的表达［13，14］。
随着对Sox9越来越多的研究，证实它不仅仅是一个早期胚胎发育性别决定的相关基因，而且同样也是在软骨细胞和软骨组织分化中发挥着重要作用的相关基因，这对于我们在与软骨相关的研究领域如软骨组织工程，软骨肿瘤的治疗等方面有着重要的指导意义。
【参考文献】
1BertaP,HawkinsJR,SinclairAH,etal.GeneticevidenceequatingSRYandthetestis-determiningfactor.Nature,1990,29;348（6300）:448-450.
2HarleyVR,JacksonDI,HextallPJ,etal.DNAbindingactivityofrecombinantSRYfromnormalmalesandXYfemales.Science,1992,255,453-456.
3ZanariaE,MuscatelliF,BardoniB,etal.AnovelandunusualmemberofthenuclearhormonereceptorsuperfamilyisresponsibleforX-linkedadrenalhypoplasiacongenita.Nature,1994,372（6507）:635-641.
4TommerupN,SchemppW,MeineckeP,etal.Assignmentofanautosomalsexreversallocus（SRA1）andcampomelicdysplasia（CMPD1）to17q24.3-q25.1.NatGenet,1993,4（2）:170-174.
5FosterJW,Dominguez-SteglichMA,GuioliS,etal.CampomelicdysplasiaandautosomalsexreversalcausedbymutationsinanSRY-relatedgene.Nature,1994，372（6506）:525-530.
6LefebvreV,HuangW,HarleyVR,etal.SOX9isapotentactivatorofthechondrocyte-specificenhanceroftheproalpha1（II）collagengene.Mol.Cell.Biol,1997，17:2336-2346.
7WendongHuang,XinZhou.VéroniqueLefebvre,andBenoitdeCrombrugghe.PhosphorylationofSOX9byCyclicAMP-DependentProteinKinaseAEnhancesSOX9'sAbilityToTransactivateaCol2a1Chondrocyte-SpecificEnhancer.MolecularandCellularBiology,2000,20（11）:4149-4158.
8ChenCW,TsaiYH,DengWP,etal.TypeIandIIcollagenregulationofchondrogenicdifferentiationbymesenchymalprogenitorcells.JOrthopRes,2005,23（2）:446-53.
9GruberHE,NortonHJ,IngramJA,etal.TheSOX9transcriptionfactorinthehumandisc:decreasedimmunolocalizationwithageanddiscdegeneration.Spine，2005，15,30（6）:625-630.
10WehrliBM,HuangW,DeCrombruggheB,etal.Sox9,amasterregulatorofchondrogenesis,distinguishesmesenchymalchondrosarcomafromothersmallblueroundcelltumors.HumPathol,2003,34（3）:263-269.
11SoderstromM,BohlingT,EkforsT,etal.Molecularprofilingofhumanchondrosarcomasformatrixproductionandcancermarkers.IntJCancer,2002,100（2）:144-151.
12WendongHuang,XinZhou,VéroniqueLefebvre,andBenoitdeCrombrugghe.PhosphorylationofSOX9byCyclicAMP-DependentProteinKinaseAEnhancesSOX9'sAbilityToTransactivateaCol2a1Chondrocyte-SpecificEnhancer.MolecularandCellularBiology,June，2000,20（11）:4149-4158.
13RozemanLB,HameetmanL,Cleton-JansenAM,etal.AbsenceofIHHandretentionofPTHrPsignallinginenchondromasandcentralchondrosarcomas.JPathol,2005，205（4）:476-482.
14BoveeJV,VandenBroekLJ,Cleton-JansenAM,etal.Up-regulationofPTHrPandBcl-2expressioncharacterizestheprogressionofosteochondromatowardsperipheralchondrosarcomaandisalateeventincentralchondrosarcoma.LabInvest,2000,80（12）:1925-1934.
基金项目：江苏省自然科学基金资助项目（编号：BK200512）
作者单位：221002江苏徐州，徐州医学院附属医院骨科
（编辑：李弋）
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