SOX2
マウスの胚性幹細胞で多能性を維持している白血病抑制因子(LIF)シグナルは、JAK-STATシグナル伝達経路の下流のSox2を活性化し、その後Klf4(KLFファミリー(英語版)のメンバー)を活性化する。Oct4、Sox2、Nanog(英語版)はLIF経路の全ての多能性回路タンパク質の転写を正に調節している。
NPM1(英語版)は細胞増殖に関与する転写調節因子であり、胚性幹細胞においてSox2、Oct4、Nanogとそれぞれ個別に複合体を形成している。これら3つの多能性因子は、多能性を制御するいくつかの遺伝子を調節する複雑な分子ネットワークに寄与している。Sox2はOct4と協働してにDNAの非回文配列に結合し、重要な多能性因子の転写を活性化する。Oct4-Sox2によるエンハンサーを介した調節はSox2が存在しない場合でも行われ、この作用は他のSoxタンパク質の発現によるものである可能性が高い。胚性幹細胞におけるSox2の主な役割はOct4の発現の制御であり、両者が同時に発現した際には両者の発現は永続的に維持される。
SOX2はPAX6(英語版)、NPM1(英語版)、Oct4と相互作用することが示されている。SOX2はRex1(英語版)、Oct3/4と協働的に調節を行うことが示されている。
Sox2プロモーターの上流領域には3つの甲状腺ホルモン応答エレメント(thyroid hormone response element、TRE)が存在する。甲状腺モルモン(T3)がこのエンハンサー領域を介してSox2の発現を制御していることが示唆されている。増殖中で遊走中の神経幹細胞ではTRα1(英語版)(甲状腺ホルモン受容体(英語版))の発現が増加している。甲状腺ホルモンシグナルによって媒介されるSox2の転写抑制は神経幹細胞の分化の決定と脳室下帯(英語版)からの遊走を可能にする。甲状腺ホルモンの欠乏、特に妊娠初期の欠乏は中枢神経系の発生の異常をもたらす。胎児発生時の甲状腺機能低下によって、身体発育不全と精神遅滞で特徴づけられる先天性甲状腺機能低下症(クレチン症)など、さまざまな神経系の欠陥が生じることもこの結論を支持している。甲状腺機能低下症はさまざまな原因によって引き起こされるが、レボチロキシンなどのホルモン療法による治療が行われるのが一般的である。