PDX1
PDX1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | PDX1 , GSF, IDX-1, IPF1, IUF1, MODY4, PAGEN1, PDX-1, STF-1, гомеобокс поджелудочной железы и двенадцатиперстной кишки 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | Опустить : 600733 ; МГИ : 102851 ; Гомологен : 175 ; Генные карты : PDX1 ; OMA : PDX1 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
PDX1 ( гомеобокс 1 поджелудочной железы и двенадцатиперстной кишки ), также известный как инсулиновый промоторный фактор 1 , является фактором транскрипции в кластере генов ParaHox . [ 5 ] У позвоночных Pdx1 необходим для развития поджелудочной железы , включая созревание β-клеток и дифференцировку двенадцатиперстной кишки . У человека этот белок кодируется геном PDX1 , ранее известным как IPF1 . [ 6 ] [ 7 ] Ген был первоначально идентифицирован у шпорцевой лягушки Xenopus laevis. [ 8 ] и широко присутствует в эволюционном разнообразии двусторонних животных, хотя в ходе эволюции он был утерян у членистоногих и нематод. [ 5 ] Несмотря на название гена Pdx1 отсутствует Pdx2 , у большинства животных ген ; однокопийные ортологи Pdx1 были идентифицированы у всех млекопитающих . [ 9 ] Целакант и хрящевые рыбы на данный момент являются единственными позвоночными, у которых обнаружено два гена Pdx : Pdx1 и Pdx2 . [ 10 ]
Функция
[ редактировать ]Развитие поджелудочной железы
[ редактировать ]При развитии поджелудочной железы Pdx1 экспрессируется популяцией клеток в задней передней кишки части дефинитивной энтодермы , а Pdx1 + эпителиальные клетки дают начало развивающимся зачаткам поджелудочной железы и, в конечном итоге, всей поджелудочной железы — ее экзокринным, эндокринным и протоковым клеточным популяциям. [ 11 ] Поджелудочная железа Pdx1 + клетки впервые возникают на 8,5-9,0-й день эмбрионального развития мыши (E8.5-9,0), и экспрессия Pdx1 продолжается до E12.0-E12.5. [ 12 ] У гомозиготных мышей с нокаутом Pdx1 формируются зачатки поджелудочной железы, но не развивается поджелудочная железа. [ 13 ] и трансгенные мыши, у которых применение тетрациклина приводит к гибели Pdx1. + клетки почти полностью становятся панкреатическими, если доксициклин (производное тетрациклина) вводят на протяжении всей беременности этим трансгенным мышам, что иллюстрирует необходимость Pdx1 + клетки в развитии поджелудочной железы. [ 12 ]
Pdx1 считается самым ранним маркером дифференцировки поджелудочной железы, при этом судьба клеток поджелудочной железы контролируется нижестоящими факторами транскрипции. [ 13 ] Начальный зачаток поджелудочной железы состоит из Pdx1. + клетки-предшественники поджелудочной железы , которые совместно экспрессируют Hlxb9 , Hnf6 , Ptf1a и NKX6-1 . Эти клетки далее пролиферируют и разветвляются в ответ на передачу сигналов FGF-10 . После этого начинается дифференцировка клеток поджелудочной железы; популяция клеток ингибирует передачу сигналов Notch и впоследствии экспрессирует Ngn3 . Это Ngn3 + Популяция представляет собой временную популяцию эндокринных предшественников поджелудочной железы, которая дает начало α, β, Δ, PP и ε клеткам островков Лангерганса . [ 12 ] Другие клетки дают начало популяциям экзокринных и протоковых клеток поджелудочной железы.
Созревание и выживание β-клеток
[ редактировать ]Заключительные стадии развития поджелудочной железы включают производство различных эндокринных продуцирующие инсулин клеток, включая β-клетки, продуцирующие глюкагон , и α-клетки, . Pdx1 необходим для созревания β-клеток: развивающиеся β-клетки совместно экспрессируют Pdx1, NKX6-1 и инсулин , процесс, который приводит к подавлению MafB и экспрессии MafA , необходимому переключению в созревании β-клеток. [ 11 ] На этой стадии развития поджелудочной железы экспериментальное снижение экспрессии Pdx1 приводит к продукции меньшего количества β-клеток и связанному с этим увеличению числа α-клеток. [ 14 ]
В зрелой поджелудочной железе экспрессия Pdx1, по-видимому, необходима для поддержания и выживания β-клеток. Например, экспериментальное снижение уровня экспрессии Pdx1 на этом этапе заставляет β-клетки производить большее количество глюкагона. [ 15 ] предполагая, что Pdx1 ингибирует превращение β-клеток в α-клетки. Более того, Pdx1, по-видимому, играет важную роль в обеспечении влияния инсулина на апоптотическую запрограммированную гибель β-клеток: небольшая концентрация инсулина защищает β-клетки от апоптоза, но не в клетках, где экспрессия Pdx1 ингибируется. [ 16 ] [ 17 ]
двенадцатиперстная кишка
[ редактировать ]Pdx1 необходим для развития проксимального отдела двенадцатиперстной кишки и поддержания гастродуоденального перехода. [ 18 ] двенадцатиперстной кишки Энтероциты , бруннеровы железы и энтероэндокринные клетки (включая клетки антрального отдела желудка ) зависят от экспрессии Pdx1. Это ген ParaHox , который вместе с Sox2 и Cdx2 определяет правильную клеточную дифференцировку в проксимальном отделе кишечника. [ 18 ] В двенадцатиперстной кишке зрелых мышей было идентифицировано несколько генов, которые зависят от экспрессии Pdx1 и некоторые из них влияют на всасывание липидов и железа. [ 19 ]
Патология
[ редактировать ]Эксперименты на животных моделях показали, что снижение экспрессии Pdx1 может вызывать симптомы, характерные для сахарного диабета 1-го типа и сахарного диабета 2-го типа . [ 20 ] Более того, экспрессия Pdx1 теряется при раке желудка , что указывает на роль этого гена как супрессора опухоли. [ 21 ] Диабет зрелого возраста у молодых (тип 4) может быть вызван гетерозиготными мутациями в Pdx1. [ 22 ] [ 23 ] Толстая песчаная крыса Psammomys obesus , вид с предрасположенностью к симптомам сахарного диабета 2 типа , имеет сильно отличающуюся последовательность гена Pdx1 по сравнению с другими млекопитающими. [ 24 ]
Взаимодействия
[ редактировать ]Было показано, что Pdx1 взаимодействует с MAFA . [ 25 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000139515 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000029644 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ Jump up to: а б Брук, Нью-Мексико, Гарсия-Фернандес, Дж., и Холланд, П.В. (1998). Кластер генов ParaHox является эволюционной сестрой кластера генов Hox. Природа, 392(6679), 920.
- ^ «ПДХ1» . ХГНК . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 года . Проверено 22 апреля 2016 г.
- ^ Стоффель М., Стейн Р., Райт К.В., Эспиноза Р., Ле Бо М.М., Белл Дж.И. (июль 1995 г.). «Локализация фактора 1 промотора инсулина гомеодомена человека (IPF1) в полосе хромосомы 13q12.1». Геномика . 28 (1): 125–6. дои : 10.1006/geno.1995.1120 . ПМИД 7590740 .
- ^ Райт, К.В., Шнегельсберг, П., и Де Робертис, Э.М. (1989). XlHbox 8: новый гомеобелок Xenopus , ограниченный узкой полосой эндодермы. Развитие, 105(4), 787-794.
- ^ «Филогенетический маркер OrthoMaM: кодирующая последовательность PDX1» . ОртоМам v10 . 2019 . Проверено 24 февраля 2019 г.
- ^ Малли Дж. Ф., Holland PW (октябрь 2010 г.). «Параллельное сохранение генов Pdx2 у хрящевых рыб и целакантов» . Молекулярная биология и эволюция . 27 (10): 2386–91. дои : 10.1093/molbev/msq121 . ПМК 2944030 . ПМИД 20463047 .
- ^ Jump up to: а б Д'Амур К.А., Банг А.Г., Элиазер С., Келли О.Г., Агульник А.Д., Смарт Н.Г., Мурман М.А., Крун Э., Карпентер М.К., Бэтге Э.Э. (ноябрь 2006 г.). «Производство эндокринных клеток, экспрессирующих гормон поджелудочной железы, из эмбриональных стволовых клеток человека». Нат. Биотехнология . 24 (11): 1392–401. дои : 10.1038/nbt1259 . ПМИД 17053790 . S2CID 11040949 .
- ^ Jump up to: а б с Стангер Б.З., Танака А.Дж., Мелтон Д.А. (февраль 2007 г.). «Размер органа ограничен количеством эмбриональных клеток-предшественников в поджелудочной железе, но не в печени». Природа . 445 (7130): 886–91. Бибкод : 2007Natur.445..886S . дои : 10.1038/nature05537 . ПМИД 17259975 . S2CID 4379651 .
- ^ Jump up to: а б Лью К.Г., Шах Н.Н., Бристон С.Дж., Шеперд Р.М., Ху С.П., Данн М.Дж., Мур Х.Д., Косгроув К.Е., Эндрюс П.В. (2008). «PAX4 усиливает дифференцировку бета-клеток эмбриональных стволовых клеток человека» . ПЛОС ОДИН . 3 (3): e1783. Бибкод : 2008PLoSO...3.1783L . дои : 10.1371/journal.pone.0001783 . ПМК 2262135 . ПМИД 18335054 .
- ^ Ганнон М., Эйблс Э.Т., Кроуфорд Л. и др. Функция pdx-1 особенно необходима в эмбриональных бета-клетках для генерации соответствующего количества типов эндокринных клеток и поддержания гомеостаза глюкозы. Дев Биол. 2007;314(2):406-17. doi:10.1016/j.ydbio.2007.10.038
- ^ Альгрен У., Йонссон Дж., Йонссон Л., Симу К., Эдлунд Х. специфичная для бета-клеток инактивация мышиного гена Ipf1/Pdx1 приводит к потере фенотипа бета-клеток и развитию диабета в зрелом возрасте. Генс Дев. 1998;12(12):1763-8.
- ^ Джонсон Дж.Д., Ахмед Н.Т., Лучани Д.С., Хан З., Тран Х., Фудзита Дж., Мислер С., Эдлунд Х., Полонски К.С. (апрель 2003 г.). «Увеличение апоптоза островков у мышей Pdx1+/-» . Дж. Клин. Инвестируйте . 111 (8): 1147–60. дои : 10.1172/JCI16537 . ПМК 152933 . ПМИД 12697734 .
- ^ Джонсон Дж.Д., Бернал-Мизрачи Э., Алехандро ЕС, Хан З., Калиньяк Т.Б., Ли Х., Бейт Дж.Л., Гросс Дж., Уорнок Г.Л., Таунсенд Р.Р., Пермутт М.А., Полонский К.С. (декабрь 2006 г.). «Инсулин защищает островки от апоптоза посредством Pdx1 и специфических изменений в протеоме островков человека» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 103 (51): 19575–80. Бибкод : 2006PNAS..10319575J . дои : 10.1073/pnas.0604208103 . ПМЦ 1748267 . ПМИД 17158802 .
- ^ Jump up to: а б Холланд А.М., Гарсия С., Населли Г., Макдональд Р.Дж., Харрисон Л.К. (2013). «Ген Parahox Pdx1 необходим для поддержания позиционной идентичности в передней кишке взрослого человека» . Межд. Дж. Дев. Биол . 57 (5): 391–8. дои : 10.1387/ijdb.120048ah . ПМИД 23873371 .
- ^ Чен С., Сибли Э (2012). «Профилирование экспрессии идентифицирует новые гены-мишени и функции Pdx1 в двенадцатиперстной кишке зрелых мышей» . Являюсь. Дж. Физиол. Гастроинтест. Физиол печени . 302 (4): G407–19. дои : 10.1152/ajpgi.00314.2011 . ПМЦ 3287393 . ПМИД 22135308 .
- ^ Фудзимото, Кей и Кеннет С. Полонски. «Pdx1 и другие факторы, которые регулируют выживаемость β-клеток поджелудочной железы». Диабет, ожирение и обмен веществ 11 (2009): 30-37.
- ^ Ма Дж, Чен М, Ван Дж, Ся Х. Х., Чжу С, Лян Ю, Гу Ц, Цяо Л, Дай Ю, Цзоу Б, Ли З, Чжан Ю, Лань Х, Вонг BC (2008). «Гомеобокс-1 поджелудочной железы и двенадцатиперстной кишки (PDX1) действует как супрессор опухоли при раке желудка» . Канцерогенез . 29 (7): 1327–33. дои : 10.1093/carcin/bgn112 . ПМИД 18477649 .
- ^ «Ген Энтрез: PDX1 гомеобокс 1 поджелудочной железы и двенадцатиперстной кишки» .
- ^ Фаянс С.С., Белл Г.И., Полонский К.С. (сентябрь 2001 г.). «Молекулярные механизмы и клиническая патофизиология диабета зрелого возраста у молодых». Н. англ. Дж. Мед . 345 (13): 971–80. дои : 10.1056/NEJMra002168 . ПМИД 11575290 .
- ^ Харгривз А.Д., Чжоу Л., Кристенсен Дж., Марлетас Ф., Лю С., Ли Ф. и др. (июль 2017 г.). «Последовательность генома грызуна, склонного к диабету, обнаруживает горячую точку мутации вокруг кластера генов ParaHox» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (29): 7677–7682. Бибкод : 2017PNAS..114.7677H . дои : 10.1073/pnas.1702930114 . ПМК 5530673 . ПМИД 28674003 .
- ^ Чжао Л., Го М., Мацуока Т.А., Хэгман Д.К., Параццоли С.Д., Пуату В., Стейн Р. (март 2005 г.). «Активатор MafA, обогащенный бета-клетками островков, является ключевым регулятором транскрипции гена инсулина» . Ж. Биол. Химия Откр. 280 (12):11887–9. дои : 10.1074/jbc.M409475200 . PMID 15665000 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Чжоу К., Браун Дж., Канарек А., Раджагопал Дж., Дуглас А., Мелтон Д.А. (2008). «Перепрограммирование экзокринных клеток поджелудочной железы взрослых в β-клетки in vivo» . Природа . 455 (7213): 627–32. Бибкод : 2008Natur.455..627Z . дои : 10.1038/nature07314 . ПМК 9011918 . ПМИД 18754011 . S2CID 205214877 .
- Хуэй Х, Перфетти Р. (2002). «Гомеобокс-1 поджелудочной железы двенадцатиперстной кишки регулирует развитие поджелудочной железы во время эмбриогенеза и функцию островковых клеток во взрослом возрасте» . Евро. Дж. Эндокринол . 146 (2): 129–41. дои : 10.1530/eje.0.1460129 . ПМИД 11834421 .
- Леонард Дж., Пирс Б., Джонсон Т. и др. (1994). «Характеристика трансактивирующего фактора-1 соматостатина, нового гомеобоксного фактора, который стимулирует экспрессию соматостатина в островковых клетках поджелудочной железы» . Мол. Эндокринол . 7 (10): 1275–83. дои : 10.1210/mend.7.10.7505393 . ПМИД 7505393 .
- Стоффель М., Штейн Р., Райт К.В. и др. (1995). «Локализация фактора 1 промотора инсулина гомеодомена человека (IPF1) в полосе хромосомы 13q12.1». Геномика . 28 (1): 125–6. дои : 10.1006/geno.1995.1120 . ПМИД 7590740 .
- Иноуэ Х., Риггс А.С., Танидзава Ю. и др. (1996). «Выделение, характеристика и хромосомное картирование гена фактора 1 промотора инсулина человека (IPF-1)». Диабет . 45 (6): 789–94. дои : 10.2337/диабет.45.6.789 . ПМИД 8635654 .
- Вабер Г., Томпсон Н., Никод П., Бонни С. (1997). «Транкрипционная активация гена GLUT2 гомеобокс-фактором IPF-1/STF-1/IDX-1». Мол. Эндокринол . 10 (11): 1327–34. дои : 10.1210/mend.10.11.8923459 . ПМИД 8923459 .
- Ватада Х., Кадзимото Ю., Кането Х. и др. (1997). «Участие гомеодомен-содержащего транскрипционного фактора PDX-1 в транскрипции гена островкового амилоидного полипептида». Биохим. Биофиз. Рез. Коммун . 229 (3): 746–51. дои : 10.1006/bbrc.1996.1875 . ПМИД 8954967 .
- Маршак С., Тотари Х., Сераси Э., Меллул Д. (1997). «Очистка бета-клеточного глюкозо-чувствительного фактора, который по-разному трансактивирует ген инсулина в нормальных и трансформированных островковых клетках» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 93 (26): 15057–62. дои : 10.1073/pnas.93.26.15057 . ПМК 26355 . ПМИД 8986763 .
- Стофферс Д.А., Зинкин Н.Т., Станоевич В. и др. (1997). «Агенезия поджелудочной железы, обусловленная делецией одного нуклеотида в последовательности, кодирующей ген IPF1 человека». Нат. Жене . 15 (1): 106–10. дои : 10.1038/ng0197-106 . ПМИД 8988180 . S2CID 25406130 .
- Шарма С., Джала США, Джонсон Т. и др. (1997). «Гормональная регуляция островково-специфического энхансера в гене гомеобокса поджелудочной железы STF-1» . Мол. Клетка. Биол . 17 (5): 2598–604. дои : 10.1128/mcb.17.5.2598 . ПМК 232109 . ПМИД 9111329 .
- Карти, М.Д., Лиллквист Дж.С., Пешавария М. и др. (1997). «Идентификация цис- и транс-активных факторов, регулирующих экспрессию гена островкового амилоидного полипептида человека в бета-клетках поджелудочной железы» . Ж. Биол. Хим . 272 (18): 11986–93. дои : 10.1074/jbc.272.18.11986 . ПМИД 9115263 .
- Макфарлейн В.М., Смит С.Б., Джеймс Р.Ф. и др. (1997). «Каскад протеинкиназ, активируемых митогеном p38/реактивирующей киназы, опосредует активацию фактора транскрипции инсулина, предшествующего фактору 1, и транскрипцию гена инсулина за счет высокого уровня глюкозы в бета-клетках поджелудочной железы» . Ж. Биол. Хим . 272 (33): 20936–44. дои : 10.1074/jbc.272.33.20936 . ПМИД 9252422 .
- Макфарлейн В.М., Фрейлинг Т.М., Эллард С. и др. (1999). «Миссенс-мутации в гене фактора-1 промотора инсулина предрасполагают к диабету 2 типа» . Дж. Клин. Инвестируйте . 104 (9): R33–9. дои : 10.1172/JCI7449 . ПМК 481047 . ПМИД 10545530 .
- Хани Э.Х., Стофферс Д.А., Шевр Дж.К. и др. (1999). «Дефектные мутации в гене фактора промотора инсулина-1 (IPF-1) при сахарном диабете 2 типа с поздним началом» . Дж. Клин. Инвестируйте . 104 (9): R41–8. дои : 10.1172/JCI7469 . ПМК 409821 . ПМИД 10545531 .
- Глик Э., Лешковитц Д., Уокер, доктор медицинских наук (2000). «Фактор транскрипции БЕТА2 действует совместно с E2A и PDX1, активируя промотор гена инсулина» . Ж. Биол. Хим . 275 (3): 2199–204. дои : 10.1074/jbc.275.3.2199 . ПМИД 10636926 .
- Шварц П.Т., Перес-Вильамиль Б., Ривера А. и др. (2000). «Фактор транскрипции гомеодомена поджелудочной железы IDX1/IPF1, экспрессируемый в развивающемся мозге, регулирует транскрипцию гена соматостатина в эмбриональных нервных клетках» . Ж. Биол. Хим . 275 (25): 19106–14. дои : 10.1074/jbc.M000655200 . hdl : 10261/79745 . ПМИД 10751390 .
- Хартли Дж.Л., Темпл Г.Ф., Браш М.А. (2001). «Клонирование ДНК с использованием сайт-специфической рекомбинации in vitro» . Геном Рез . 10 (11): 1788–95. дои : 10.1101/гр.143000 . ПМК 310948 . ПМИД 11076863 .
- Лю Ю, Макдональд Р.Дж., Свифт Г.Х. (2001). «Связывание ДНК и активация транскрипции с помощью тримера PDX1.PBX1b.MEIS2b и сотрудничество со специфичным для поджелудочной железы базовым комплексом спираль-петля-спираль» . Ж. Биол. Хим . 276 (21): 17985–93. дои : 10.1074/jbc.M100678200 . ПМИД 11279116 .
- Самарас С.Е., Сисселл М.А., Джерриш К. и др. (2002). «Консервативные последовательности в тканеспецифической регуляторной области гена pdx-1 опосредуют транскрипцию в бета-клетках поджелудочной железы: роль гепатоцитарного ядерного фактора 3 бета и Pax6» . Мол. Клетка. Биол . 22 (13): 4702–13. дои : 10.1128/MCB.22.13.4702-4713.2002 . ПМЦ 133887 . ПМИД 12052878 .
- Чжоу Дж., Пинейро М.А., Ван X и др. (2002). «Дифференцировка эксендина-4 линии клеток протоков поджелудочной железы человека в эндокринные клетки: участие факторов транскрипции PDX-1 и HNF3beta» . Дж. Селл. Физиол . 192 (3): 304–14. дои : 10.1002/jcp.10143 . ПМИД 12124776 . S2CID 11530928 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Запись GeneReviews/NCBI/NIH/UW о постоянном неонатальном сахарном диабете
- PDX1 + белок, + человек Национальной медицинской библиотеки США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в свободном доступе .