DNA 结合抑制剂 2; ID2
分化抑制剂2
HGNC 批准的基因符号：ID2
细胞遗传学定位：2p25.1 基因组坐标（GRCh38）：2:8,682,056-8,684,461（来自 NCBI）
▼ 说明
见DNA结合抑制剂-1（ID1; 600349）。ID蛋白通过HLH结构域抑制碱性螺旋-环-螺旋（bHLH）转录因子的异二聚化伙伴，以显性负向方式抑制其功能。ID家族的成员还促进细胞增殖，这意味着在控制细胞分化中发挥作用。
▼ 克隆与表达
Hara等人（1994）克隆并鉴定了人类ID2基因。
▼ 测绘
Mathew等人（1995）通过体细胞杂交研究和荧光原位杂交，将ID2基因定位到染色体2p25。
▼ 基因功能
ID2能够破坏RB家族肿瘤抑制蛋白（“口袋”蛋白：RB1, 614041；p107, 116957; 和 p130, 180203），从而允许细胞周期进展（Iavarone et al., 1994；拉索雷拉等人，1996）。该功能与 ID2 在体外和体内与活性、低磷酸化形式的口袋蛋白物理结合的能力相关。通过灭活RB，ID2还能够消除另一种生长抑制蛋白p16（600160）的功能，该蛋白在RB上游发挥作用。Rb 缺失表型在胚胎 14.5 天时是致命的，因为神经系统和造血前体细胞中存在广泛的增殖、分化缺陷和细胞凋亡。由于 Rb 缺失胚胎死亡时 Id2 在这些细胞类型中表达，Lasorella 等人（2000）推测，如果 ID2 是 RB 的天然靶标，则 RB 突变表型的表现可能需要完整的 ID2。RB 通路的破坏是癌症的一个标志，人们普遍认为，所有人类肿瘤中都必须消除正常的 RB 功能。因此，Lasorella et al.（2000）着手确定肿瘤细胞是否解除ID2调节以绕过RB途径。Lasorella 等人（2000）将 Rb 和 Id2 突变小鼠杂交，结果显示 Rb 和 Id2 在发育过程中存在遗传相互作用。Id2-Rb 双敲除胚胎可以存活至足月，神经发生和造血功能很少或没有缺陷，但它们在出生时会因肌肉组织严重减少而死亡。此外，Lasorella et al.（2000）分析了ID2在神经母细胞瘤中的参与情况。神经母细胞瘤中 N-myc 原癌基因（190080）的激活导致 Id2 增加，超过这些细胞中其他活跃的低磷酸化 Rb。Lasorella et al.（2000）发现这种效应是转录网络不适当活动的结果，其中Myc转录因子增加Id2的表达以绕过Rb阻断并驱动细胞周期的进展。Myc 癌蛋白诱导的细胞周期进展需要 Id2 使 Rb 失活。因此，Id2 和 Rb 之间存在双重连接：在正常细胞周期中，Rb 禁止 Id2 对其天然靶标的作用，但 Myc-Id2 转录途径的致癌激活会覆盖 Rb 的肿瘤抑制功能。
Wang等（2001）利用免疫细胞化学方法发现大鼠少突胶质细胞前体细胞表达Id2和Mash1（100790）。他们发现 Id2 的过度表达会抑制大鼠少突胶质细胞前体细胞培养物的分化。在大鼠少突胶质细胞前体细胞培养物中，他们发现 Id2 通常在分化开始时转出细胞核。Wang等人（2001）通过培养来自Id2敲除小鼠的纯化少突胶质细胞前体细胞，确定Id2的缺失会减慢增殖并在体外诱导少突胶质细胞过早分化。他们得出结论，Id2 是控制少突胶质细胞分化时间的细胞内机制的一个组成部分。
Iavarone 等人（2004）表明，Rb 缺陷胚胎携带胎儿肝脏巨噬细胞的严重异常，从而阻止与成红细胞的物理相互作用。相反，野生型巨噬细胞结合 Rb 缺陷的成红细胞并导致终末分化和去核。Id2（一种介导 Rb 缺陷胚胎致死性的螺旋-环-螺旋蛋白）的丢失，可以挽救 Rb 缺陷胎儿肝脏巨噬细胞的缺陷。Rb通过对抗Id2对转录因子PU.1（165170）的抑制功能来促进巨噬细胞的分化，转录因子PU.1（165170）是巨噬细胞分化的主要调节因子。因此，Rb在胎儿肝脏巨噬细胞中具有细胞自主功能，并抑制这些细胞中的Id2以实现确定性红细胞生成。
Li等（2005）发现多囊蛋白-2（PKD2；173910）人胚胎肾细胞中的过度表达导致细胞增殖减少。他们发现多囊蛋白-2直接与ID2相互作用，并通过ID2-CDKN1A（116899）-CDK2（116953）途径调节细胞周期。ID2-多囊蛋白-2相互作用导致ID2被隔离在细胞质中并需要多囊蛋白-1（PKD1; 601313）多囊蛋白-2依赖的丝氨酸磷酸化。来自 PKD1 模型的肾上皮细胞显示出细胞周期异常，这种异常可以通过 RNA 干扰介导的 ID2 mRNA 表达抑制来逆转。
Lasorella等人（2006）证明ID2与原代神经元中APC/C（见603462）和CDH1（192090）的核心子单元相互作用。APC/C（CDH1）通过ID1和ID4（600581）中保守的破坏框基序（D box）靶向ID2进行降解。CDH1的缺失可以稳定神经元中的ID蛋白，而ID2 D框突变体的CDH1结合能力受损，并且在退出细胞周期并含有活性APC/C（CDH1）的细胞中保持稳定。ID2 D 框突变体在体外和小脑皮质环境中增强小脑颗粒神经元的轴突生长，并克服髓磷脂抑制生长信号。相反，bHLH转录因子的激活会诱导一系列具有有效轴突抑制功能的基因，包括编码NOGO受体（RTN4R；605566），髓磷脂抑制的关键传感器。神经元中 ID2 的降解允许 NOGO 受体的积累，从而将 APC/C（CDH1）活性与 bHLH 靶基因联系起来，抑制轴突生长。Lasorella 等人（2006）提出，解除对 ID 活性的管制可能有助于将静止神经元重新编程为轴突生长模式。
Moskowitz et al.（2007）通过对心室传导系统进行显微解剖，然后对左束支基因表达（SAGE）进行系列分析，将Id2鉴定为传导系统特异性转录本。对Id2启动子的分析表明，Id2的传导系统特异性表达依赖于Nkx2.5（NKX2E；600584）和Tbx5（601620）。SAGE 结果表明，传导系统细胞向心肌的分化程度低于非传导心肌细胞。Moskowitz et al.（2007）假设Id2可能通过抑制注定要成为心室传导系统的心肌细胞中的心肌基因表达，帮助将基因表达的平衡从前肌向前神经转变。
Luo et al.（2016）提供的数据表明PGC1-α（604517）通过不同于其生物能功能的途径抑制黑色素瘤（155600）转移。PGC1-α 表达升高与人类黑色素瘤标本的垂直生长呈负相关。从机制上讲，PGC1-α直接增加ID2的转录，进而与转录因子TCF4（602272）结合并使其失活。失活的TCF4导致转移相关基因的下调，包括影响侵袭和转移的整联蛋白。
Lee et al.（2016）报道DYRK1A（600855）和DYRK1B（604556）激酶磷酸化苏氨酸27（thr27）上的ID2。缺氧通过 DYRK1A 和 DYRK1B 失活来下调这种磷酸化。这些激酶的活性在常氧条件下受到氧敏感脯氨酰羟化酶 PHD1（EGLN2；606424）。ID2 与 VHL（608537）泛素连接酶复合物结合，取代 VHL 相关的滞蛋白-2（603135），并损害 HIF2-α（603349）泛素化和降解。DYRK1 对 ID2 thr27 的磷酸化可阻断 ID2-VHL 相互作用并保留 HIF2-α 泛素化。在胶质母细胞瘤中，ID2 正向调节 HIF2-α 活性。相反，DYRK1 表达升高会使 ID2 的 thr27 磷酸化，导致 HIF2-α 不稳定、胶质瘤干性丧失、肿瘤生长受到抑制，并为胶质母细胞瘤患者带来更有利的结果。
▼ 动物模型
Yokota et al.（1999）观察到Id2缺陷的小鼠缺乏淋巴结和派伊尔淋巴结。然而，它们的脾结构是正常的，具有 T 细胞和 B 细胞区室以及不同的生发中心。作者报告说，在 Id2 缺陷的肠道中几乎检测不到产生淋巴毒素的细胞群，淋巴毒素是次级淋巴器官发育的重要因素。此外，由于 NK 细胞前体的内在缺陷，无效突变体的天然致命物（NK）细胞数量大大减少。Yokota et al.（1999）得出结论，Id2在外周淋巴器官和NK细胞的生成中具有重要作用。
Fukuyama等（2002）发现，在Il7r（146661）-、Lta（153440）-和Ltb（600978）中存在与人体Waldeyer环相当的小鼠鼻咽相关淋巴组织（NALT） ）-缺陷小鼠和 aly/aly（参见 MAP3K14 604655）小鼠，所有这些小鼠都缺乏派伊尔淋巴结和/或淋巴结。然而，这些小鼠的高内皮微静脉 NALT 特异性标记物减少，并且 NALT 尺寸减小。Lta缺陷小鼠和aly/aly小鼠的NALT中积累了B细胞、T细胞和树突状细胞，以及CD3（见186830）阴性/CD4（186940）阳性/CD45（PTPRC）；151460）-阳性细胞存在于Lta缺陷小鼠中。Fukuyama等人（2002）发现Id2缺陷小鼠缺乏CD3阴性/CD4阳性/CD45阳性细胞，因此NALT缺乏。与 Lta 缺陷型小鼠不同，Id2 缺陷型小鼠在接受霍乱毒素免疫后，NALT 不会扩增并保持缺失。移植整个胎肝或在较小程度上移植 CD3 阴性/CD4 阳性/CD45 阳性细胞，可以恢复 Id2 缺陷小鼠的 NALT 形成。Fukuyama等人（2002）得出结论，ID2及其相关的CD3阴性/CD4阳性/CD45阳性细胞启动NALT器官发生，但完整的NALT发育需要其他因素。
Sugai et al.（2003）产生了Id2缺陷的小鼠。这些小鼠缺乏淋巴结和派尔淋巴结，NK 细胞数量减少，但脾脏结构正常，具有 T 细胞和 B 细胞区室以及不同的生发中心。这些小鼠血清中 IgE 的分泌量不断增加。Sugai et al.（2003）表明，来自Id2缺陷小鼠的B细胞优先进行类转换重组（CSR）为IgE。这种转换主要是由高度增强的E2A（TCF3；147141）活动。在正常细胞中，TGFB1（190180）诱导Id2表达并抑制IgE CSR，表明ID2响应TGFB1而发挥维持低血清IgE浓度的作用。
Hacker等人（2003）发现，与Tgfb缺陷小鼠一样，Id2缺陷小鼠也缺乏朗格汉斯细胞，即皮肤中的树突状细胞（DC）。这些小鼠的 Cd8a（186910）阳性 DC 数量也减少了。微阵列和RNA杂交分析表明TGFB诱导人DC前体细胞中ID2的表达，表明ID2影响谱系分化。
在发育中的心脏中，从胚胎第10.5天到16.5天，在心内膜垫间充质中检测到Id1（600349）、Id2和Id3（600277），但Id4（600581）不存在。Fraidenraich et al.(2004)表明Id1至Id3也在心外膜和心内膜中表达，但在心肌中不表达。当房室心内膜垫组织心肌化时，Id1 至 Id3 的表达被限制在心脏瓣膜的小叶中。出生后第7天，Id1和Id3在心脏瓣膜、心内膜、内皮和心外膜中持续表达。Fraidenraich等（2004）发现双Id和三Id敲除胚胎表现出严重的心脏缺陷并在妊娠中期死亡。胚胎尺寸减小 10% 至 30%。敲除胚胎显示出与心室小梁受损和致密心肌变薄相关的心室间隔缺陷。小梁具有杂乱的心肌细胞片，周围是不连续的心内膜细胞衬里。心肌壁的细胞增殖有缺陷。Fraidenraich等人（2004）表明，通过将15个野生型胚胎干（ES）细胞注射到突变囊胚中可以挽救胚胎的妊娠中期致死性。Id突变细胞中改变的心肌标记在整个嵌合心肌中恢复至正常。在受孕前向雌性小鼠腹腔注射 ES 细胞也部分挽救了未掺入 ES 细胞的心脏表型。胰岛素样生长因子-1（IGF1；147440）（一种远程分泌因子）与 Wnt5a（164975）（一种局部分泌因子）相结合，被认为可能是心脏表型完全逆转的原因。Fraidenraich et al.（2004）得出结论，ES细胞具有通过Id依赖性局部和远程效应逆转哺乳动物胚胎先天性缺陷的潜力。
Li等人（2013）通过选择性删除小鼠前T细胞受体（TCR）和γ/δ TCR检查点处的Id2和Id3，观察到前TCR检查点的部分阻断以及产量增加先天 γ/δ T 细胞。此外，双重缺失导致不变NKT（iNKT）细胞急剧增加。Li et al.（2013）提出ID基因在调节α/β和先天γ/δ谱系中具有相反的作用。他们得出的结论是，在 T 细胞发育过程中，ID 基因在抑制先天性 γ/δ T 细胞与 iNKT 细胞的命运方面存在剂量依赖性机制。
