E2F转录因子3; E2F3

HGNC 批准基因符号:E2F3

细胞遗传学定位:6p22.3 基因组坐标(GRCh38):6:20,401,879-20,493,714(来自 NCBI)

▼ 克隆与表达

参见E2F1(189971)。Lees 等人(1993)通过使用 E2F1 探针在低严格度下筛选 NALM-6 细胞 cDNA 文库,鉴定了转录因子 E2F 家族的这一成员。Lees等人(1993)还表明,表达的E2F3既能结合E2F DNA识别位点,又能结合RB1蛋白(614041)。

He et al.(2000)鉴定了 E2F3 的一个截短变体,他们将其称为 E2F3B,通过替代的起始位点表达。相对于全长蛋白,E2F3B 变体缺少 101 个 N 端氨基酸,包括仅存在于生长促进 E2F 家族成员中的适度保守序列。与仅在 G1/S 边界表达的全长 E2F3 相比,E2F3B 在整个细胞周期中表达,当与 RB 相关时,其在 GO 中达到峰值水平。

▼ 基因功能

MYC(190080)诱导E2F1、E2F2(600426)和E2F3基因的转录。Leone等人(2001)使用缺失单个E2f基因的原代小鼠胚胎成纤维细胞表明,MYC诱导的S期和细胞凋亡需要不同的E2F活性。在 E2f2 或 E2f3 缺失的情况下,Myc 诱导 S 期的能力会受损,但在 E2f1 或 E2f4 缺失的情况下,Myc 诱导 S 期的能力不会受损(600659)。相比之下,在 E2f1 删除的细胞中,Myc 诱导细胞凋亡的能力显着降低,但 E2f2 或 E2f3 则没有。作者提出,特定 E2F 活性的诱导是控制细胞增殖和细胞命运决定的 MYC 途径的重要组成部分。

RB1 途径被认为通过调节 E2F 活性在控制细胞增殖中发挥关键作用。E2F1、E2F2 和 E2F3 属于 E2F 因子的一个子类,被认为是转录激活因子,对于 G1/S 转变的进展非常重要。Wu等人(2001)使用条件基因打靶方法证明,这3个E2F因子的联合丢失会严重影响E2F靶标的表达,并完全消除小鼠胚胎成纤维细胞进入S期、有丝分裂和增殖的能力。E2F功能丧失导致CIP1(CDKN1A)升高;116899)蛋白,导致细胞周期蛋白依赖性激酶活性和 Rb 磷酸化降低。Wu et al.(2001)得出的结论是,这些发现表明 E2F 转录激活子的这一亚类在正反馈环路中发挥作用,通过 CIP1 的下调,导致 Rb 依赖性抑制失活和进入 S 期。

为了解决 E2F1、E2F2 和 E2F3 在体内正常哺乳动物细胞中的功能,Chen 等人(2009)将注意力集中在小鼠视网膜上,它是一个相对简单的中枢神经系统组件,可以在不影响生存能力的情况下进行遗传操作。对发育和癌症提供了相当多的见解。Chen et al.(2009)表明,与成纤维细胞不同,E2f1、E2f2 和 E2f3 缺失的视网膜祖细胞或活化的米勒胶质细胞可以分裂。Chen et al.(2009)将这种效应归因于与Mycn(164840)的功能互换性。然而,激活E2fs的缺失导致p53(191170)脱乙酰酶Sirt1(604479)下调、p53过度乙酰化和细胞凋亡增加,从而在体内建立了一个新的E2f-Sirt1-p53生存轴。Chen等人(2009)得出结论,激活E2fs并不是正常哺乳动物细胞分裂所普遍需要的,但在发育中具有意想不到的促生存作用。

Chong等人(2009)使用一组组织特异性cre转基因小鼠和条件性E2f等位基因,检查了E2f1、E2f2和E2f3三重缺陷对小鼠胚胎干细胞、胚胎和小肠的影响。他们表明,在正常分裂的祖细胞中,E2f1-3 作为转录激活剂发挥作用,但对于细胞分裂来说是可有可无的,而是细胞生存所必需的。在细胞分化过程中,E2f1-3与Rb(614041)形成复合物作为阻遏物,沉默E2f靶标并促进细胞周期的退出。分化细胞中 Rb 的失活导致 E2f1-3 从阻遏物转变为激活物,从而导致 E2f 响应靶点的超激活和异位细胞分裂。E2f1-3 的缺失完全抑制了 Rb 缺乏引起的这些表型。Chong等人(2009)得出的结论是,他们的工作将E2f1-3在体内的激活子与阻遏子功能联系起来,揭示了在分裂细胞与分化细胞以及正常细胞周期与癌样细胞周期中的不同作用。

▼ 测绘

Lees等(1993)通过荧光原位杂交将E2F3基因定位到6q22。

▼ 动物模型

通过针对 E2F 转录激活子的整个亚类,Wu 等人(2001)为它们在细胞周期进展、增殖和发育中的重要作用提供了直接的遗传证据。Wu等人(2001)最初培育了E2f1、E2f2和E2f3突变小鼠并进行杂交,发现虽然E2f1和E2f2缺失的小鼠能够存活并发育至成年,但E2f1和E2f3或E2f2和E2f3缺失的小鼠在早期死亡。胚胎发育,在胚胎第 9.5 天或之前,表明 E2f3 在小鼠发育中发挥核心作用。

Cloud et al.(2002)生成了E2f3缺失小鼠。他们发现,在纯 129/Sv 背景下,E2f3 对于胚胎活力至关重要,但 C57BL/6 等位基因的存在导致了一些成年幸存者。尽管生长迟缓,幸存的E2f3 -/- 动物最初是健康的并且没有表现出明显的肿瘤表型。然而,它们过早死亡,并出现典型的充血性心力衰竭症状,这种缺陷与 E2f1 缺失小鼠中报道的缺陷完全不同。Cloud等人(2002)也培育了E2f1/E2f3复合突变小鼠,发现几乎所有在E2f1或E2f3缺失小鼠中出现的发育和年龄相关缺陷都因其他E2f的突变而加剧。E2f1和E2f3缺失特性的一个主要区别是,无论是单独还是与E2f1缺失结合,E2f3突变体都没有表现出肿瘤形成发生率的增加。

Aslanian et al.(2004)发现在野生型小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)中,Arf启动子被E2f3占据,但不被任何其他E2f家族成员占据。在静止细胞中,这一作用主要由 E2f3b 同工型来完成。E2f3的缺失足以去抑制Arf,触发p53(191170)的激活和p21(Cip1)的表达。因此,E2f3是正常细胞中p19(Arf)-p53通路的关键抑制因子。与此一致的是,Arf突变抑制了E2f3缺陷MEF中p53和p21(Cip1)的激活。Arf 损失还挽救了 E2f3 缺失细胞的细胞周期重入缺陷,这与经典 E2f 响应基因的适当激活的恢复相关。

为了开始评估 E2F 因子的遗传复杂性,Tsai 等人(2008)将整个激活因子子集的失活作为目标:E2f1(189971)、E2f2(600426)以及 E2f3a 和 3b 在小鼠体内单独或组合失活。他们证明 E2f3a 足以支持小鼠胚胎和产后发育。值得注意的是,E2f3a 基因座的 E2f3b 或 E2f1 表达抑制了与 E2f3a 失活相关的所有出生后表型。Tsai et al.(2008)得出结论,激活剂之间存在显着的功能冗余,出生后发育过程中 E2f3a 的具体需求是由控制其选择性时空表达的调控序列决定的,而不是由其内在蛋白质功能决定的,他们的发现提供了发育过程中观察到的 E2F 激活剂特异性的分子基础。将双敲除 E2f3a 和 E2f3b 培育到纯菌株背景上会导致胚胎致死。不同纯背景的E2f3杂合子小鼠杂交恢复了胚胎发育的活力。

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