NFE2基因编码造血转录因子(Jutzi等人,2013年总结)。
Ney等人(1993年)通过与小鼠基因的同源性克隆了人类珠蛋白位点控制区结合蛋白NFE2的45-kD亚单位。免疫沉淀实验证明了p45亚单位与18-kD蛋白的体内关联(参见MAFG,602020和MAFK,600197)。由于bZIP蛋白将DNA结合为二聚体,Ney等人(1993年)认为天然NFE2可能是45-kD和18-kD亚单位的异二聚体。
Chan等人(1993年)同样克隆了小鼠NFE2的人类同源物。对人体组织样本的广泛调查发现,NFE2的表达并不局限于红细胞生成器官。在结肠和睾丸中的表达表明,NFE2可能参与珠蛋白以外的基因的调节。
Peters等人(1993年)证明了小鼠小肠中的Nfe2表达和人类结肠癌细胞系(Caco-2)核提取物中的Nfe2结合活性。Caco-2细胞具有小肠的特性,包括运输铁的能力。
通过荧光原位杂交,NFE2基因被分配到染色体12q13(Weremowicz等人,1993;Ney等人,1993)。
Chan等人(1995年)通过荧光原位杂交证实了12q13.1-q13.3的定位,并证明了同一转录因子家族中的两个基因,即NFE2L1(163260)和NFE2L2(600492),在基因结构上具有许多相似性,分别位于其他染色体上。这3个基因可能是通过染色体复制从一个祖先那里获得的,因为其他也映射到这3个染色体区域的基因彼此相关。
Jutzi等人(2013年)在8例骨髓增生性疾病患者的NFE2基因中发现了7种不同的体细胞插入或缺失突变,包括3例真性红细胞增多症(PV;263300)和5例骨髓纤维化(254450),无论是原发性还是继发性。体外研究表明,突变截短的NFE2蛋白无法结合DNA,并且失去了报告基因活性。然而,突变NFE2结构体与野生型NFE2共表达导致转录活性显著增强。对患者细胞的分析显示,突变截断蛋白的水平较低,但野生型NFE2蛋白的水平与对照细胞相比有所增加,这可能是由于mRNA增加和野生型蛋白稳定性增加所致。所有7名受试患者也携带JAK2 V617F突变(147796.0001)。从3名患者培养的造血细胞集落表明,NFE2突变是在JAK2突变之后获得的,进一步的细胞研究表明,与仅携带JAK2变异的细胞相比,NFE2-突变赋予细胞增殖优势。携带突变NFE2的细胞显示S期细胞比例增加,与细胞分裂和增殖增强一致,这与较高水平的细胞周期调节器有关。这些发现在携带NFE2突变的小鼠中重复,这些小鼠出现血小板增多、红细胞增多和中性粒细胞增多。
Peters等人(1993年)将Nfe2基因映射到含有小细胞贫血(mk)基因的小鼠15号染色体上。Bannerman等人(1972年)发现纯合mk小鼠肠道铁转运缺陷和严重贫血。Peters等人(1993年)确定了他们认为mk小鼠(V173A)中Nfe2基因的突变,但后来证实了这种变化是多态性的。
调控巨核细胞内血小板形成的机制尚不完全清楚。Shivdasani等人(1995年)产生的小鼠缺乏异二聚体红系转录因子Nfe2的造血亚单位(p45)。出乎意料的是,纯合Nfe2缺乏小鼠缺乏循环血小板,并死于出血;它们的巨核细胞没有形成细胞质血小板。虽然没有血小板,但血清中生长因子血小板生成素/Mgdf(600044)的水平并未高于对照组。然而,纯合Nfe2缺陷巨核细胞在体内增殖是对血小板生成素的反应。因此,作者得出结论,作为巨核细胞成熟和血小板生成的必要因素,NFE2必须调节独立于血小板生成素作用的关键靶基因。与纯合子突变小鼠的循环血小板显著缺失相反,Nfe2缺失对红系血统的影响出奇的轻微(Shivdasani和Orkin,1995)。虽然新生儿表现出严重贫血和红细胞畸形变化,可能还伴有出血,但存活的成年人仅表现出轻微变化,与每个细胞的血红蛋白含量略有下降一致。p45Nfe2缺失小鼠对贫血的反应是代偿性网织细胞增多症和脾肿大。珠蛋白链合成平衡,从胎儿到成人的珠蛋白转换进展正常。尽管这些发现与体内NFE2功能被一个或多个补偿蛋白替代相一致,但使用p45 NFE2-null小鼠的核提取物进行的凝胶位移分析未能揭示NFE2结合位点上形成的新复合物。因此,作者得出结论,体内通过NFE2结合位点对珠蛋白基因转录的调控比以前认识到的更为复杂。
Kaufmann等人(2012)发现,造血细胞中Nfe2基因过表达的小鼠出现了骨髓增生性疾病的特征,包括血小板增多、白细胞增多、Epo非依赖性集落形成、特征性骨髓组织学、干细胞和祖细胞区室的扩张,并自发转化为急性髓细胞白血病。该表型可移植到次级受体小鼠。Nfe2转基因小鼠的细胞表现出组蛋白H3(602810)的低乙酰化。用组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDAC-I)治疗小鼠,可恢复组蛋白H3乙酰化的生理水平,降低Nfe2的表达,并使血小板数量正常化。同样,接受HDAC-I治疗的骨髓增生性疾病患者NFE2表达降低。这些数据确定了NFE2异常表达在骨髓增生性疾病的病理生理学中的作用。