PDX1

PDX1
PDX1
Protein PDX1 PDB 2h1k.png
식별자
에일리어스PDX1, GSF, IDX-1, IPF1, IUF1, MODY4, PAGEN1, PDX-1, STF-1, 췌장 및 십이지장 호메오박스 1
외부 IDOMIM: 600733 MGI: 102851 HomoloGene: 175 GenCard: PDX1
맞춤법
종.인간마우스
엔트레즈

3651

18609

앙상블

ENSG00000139515

ENSMUSG000029644

유니프로트

P52945

P52946

RefSeq(mRNA)

NM_000209

NM_008814

RefSeq(단백질)

NP_000200

NP_032840

장소(UCSC)Chr 13: 27.92 ~27.93 MbChr 5: 147.21 ~147.21 Mb
PubMed 검색[3][4]
위키데이터
인간 보기/편집마우스 표시/편집

PDX1(판크레아틱 및 십이지장 호메오박스 1)은 인슐린 프로모터 인자 1로도 알려져 있으며 ParaHox 유전자 [5]클러스터의 전사 인자이다.척추동물에서 Pdx1은 β세포 성숙과 십이지장 분화를 포함한 췌장 발달을 위해 필요하다.인간에서 이 단백질은 이전에 IPF1로 [6][7]알려졌던 PDX1 유전자에 의해 암호화된다.이 유전자는 원래 발톱이 있는 개구리 Xenopus laevis에서 확인되었고 절지동물과 [5]선충류에서 진화 과정에서 사라졌지만 양면동물의 진화적 다양성에 널리 존재한다.유전자 이름이 Pdx1임에도 불구하고, 대부분의 동물에는 Pdx2 유전자가 없습니다; 단일 복사 Pdx1 정형어는 모든 [9]포유류에서 확인되었습니다.실러캔스와 연골 어류는 지금까지 Pdx1과 Pdx2라는 [10]두 가지 Pdx 유전자를 가진 것으로 보이는 유일한 척추동물이다.

기능.

췌장의 발달

췌장발달에서 Pdx1은 최종 내피 후전두엽의 세포집단에 의해 발현되며, Pdx1+ 상피세포는 발달하는 췌장 싹을 생성하고, 최종적으로는 췌장 전체,[11] 즉 외분비, 내분비 및 덕트 세포집단에 의해 발현된다.췌장 Pdx1+ 세포는 마우스 배아일 8.5-9.0(E8.5-9.0)에 처음 발생하며, Pdx1 발현은 E12.0-E12.[12]5까지 계속됩니다.Homozygous Pdx1하는 쥐 하지만doxycycline(미분tetracycline) 이러한 형질 전환한 쥐의 임신 기간 내내, Pdx1+의 필요성을 설명해 운영되고 있는 Pdx1+ 세포의 죽음에 대해tetracycline 적용 결과는 거의 완전히apancreatic은 pancreas,[13]과 형질 전환한 쥐를 개발하지 못하는 경우 췌장 싹을 형성한다.감방췌장 [12]발육에 있다.

Pdx1은 췌장세포의 운명은 다운스트림 전사 [13]인자에 의해 제어되며 췌장 분화에 대한 최초의 마커로 받아들여진다.초기 췌장 싹은 Hlxb9, Hnf6, Ptf1a 및 NKX6-1을 함께 발현하는 Pdx1+ 췌장 전구 세포로 구성됩니다.이들 세포는 FGF-10 시그널링에 반응하여 증식하고 분기한다.그 후 췌장세포의 숙성이 시작되고 세포군은 노치신호를 억제한 후 Ngn3을 발현한다.이 Ngn3+ 집단은 [12]랑게르한스 섬의 α, β, δ, PP 및 δ 세포를 발생시키는 췌장 내분비 전구체의 일시적인 집단이다.다른 세포들은 외분비세포와 췌관세포군을 발생시킬 것이다.

β세포의 성숙과 생존

췌장 발달의 마지막 단계는 인슐린을 생산하는 β세포와 글루카곤을 생산하는 α세포를 포함한 다른 내분비세포의 생산을 포함한다.Pdx1은 β세포 성숙에 필요하다: β세포의 공동 발현 Pdx1, NKX6-1 및 인슐린을 개발하는 것, 즉 MafB의 침묵과 [11]β세포 성숙에 필요한 스위치인 MafA의 발현을 초래하는 과정.췌장 발달의 이 단계에서, Pdx1의 발현에서의 실험적인 감소는 더 적은 수의 β세포의 생산과 관련된 α세포 [14]수의 증가를 초래한다.

성숙한 췌장에서는 β세포의 유지 및 생존을 위해 Pdx1 발현이 필요한 것으로 보인다.예를 들어, 이 단계에서 실험적으로 Pdx1 발현 수준을 감소시키면 β세포가 더 많은 양의 [15]글루카곤을 생산하게 되고, 이는 Pdx1이 β세포의 α세포로의 전환을 억제한다는 것을 의미한다.또한, Pdx1은 β세포의 아포토시스 프로그램 세포사에 대한 인슐린의 영향을 매개하는 데 중요한 것으로 보인다: 소농도의 인슐린은 β세포를 아포토시스로부터 보호하지만, Pdx1의 발현이 [16][17]억제된 세포에서는 보호되지 않는다.

십이지장

Pdx1은 십이지장 근위부의 발달과 위장-십이지장 [18]접합부의 유지를 위해 필요합니다.십이지장 세포, 브루너샘 및 장내분비세포(위 항문 포함)는 Pdx1 발현에 의존합니다.Sox2 및 Cdx2와 함께 근위 [18]내장의 올바른 세포 분화를 결정하는 ParaHox 유전자입니다.성숙한 쥐 십이지장에서, Pdx1 발현에 의존하며 일부 영향을 미치는 지질 및 철분 [19]흡수를 포함하는 여러 유전자가 확인되었다.

병리학

동물 모델에 대한 실험은 Pdx1 발현 감소가 당뇨병 1형과 당뇨병 [20]2형의 특징인 증상을 유발할 수 있다는 것을 보여주었다.또한 위암에서는 Pdx1의 발현이 없어져 [21]종양억제제로서의 역할을 시사한다.젊은 층(타입 4)의 성숙 개시 당뇨병은 Pdx1의 [22][23]헤테로 접합 돌연변이에 의해 발생할 수 있다.당뇨병 2형 증상에 취약한 종인 뚱뚱한 모래쥐 Psamomys obesus는 다른 [24]포유동물과 비교해 매우 다른 Pdx1 유전자 서열을 가지고 있다.

상호 작용

Pdx1은 MAFA와 [25]상호 작용하는 것으로 나타났습니다.

레퍼런스

  1. ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리즈 89: ENSG00000139515 - 앙상블, 2017년 5월
  2. ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리즈 89: ENSMUSG000029644 - 앙상블, 2017년 5월
  3. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^ a b 브룩, N. M., 가르시아-페르난데스, J. 및 홀랜드, P. W.(1998).ParaHox 유전자 클러스터는 Hox 유전자 클러스터의 진화 자매입니다.네이처 392(6679), 920
  6. ^ "PDX1". HGNC. Retrieved 22 April 2016.
  7. ^ Stoffel M, Stein R, Wright CV, Espinosa R, Le Beau MM, Bell GI (July 1995). "Localization of human homeodomain transcription factor insulin promoter factor 1 (IPF1) to chromosome band 13q12.1". Genomics. 28 (1): 125–6. doi:10.1006/geno.1995.1120. PMID 7590740.
  8. ^ 라이트, C. V., 슈네겔스버그, P. 및 드 로베르티스, E. M. (1989)XlHbox 8: 내배엽의 좁은 밴드로 제한된 새로운 Xenopus 호메오 단백질.개발, 105(4), 787-794.
  9. ^ "OrthoMaM phylogenetic marker: PDX1 coding sequence". OrthoMam v10. 2019. Retrieved 24 February 2019.
  10. ^ Mulley JF, Holland PW (October 2010). "Parallel retention of Pdx2 genes in cartilaginous fish and coelacanths". Molecular Biology and Evolution. 27 (10): 2386–91. doi:10.1093/molbev/msq121. PMC 2944030. PMID 20463047.
  11. ^ a b D'Amour KA, Bang AG, Eliazer S, Kelly OG, Agulnick AD, Smart NG, Moorman MA, Kroon E, Carpenter MK, Baetge EE (November 2006). "Production of pancreatic hormone-expressing endocrine cells from human embryonic stem cells". Nat. Biotechnol. 24 (11): 1392–401. doi:10.1038/nbt1259. PMID 17053790. S2CID 11040949.
  12. ^ a b c Stanger BZ, Tanaka AJ, Melton DA (February 2007). "Organ size is limited by the number of embryonic progenitor cells in the pancreas but not the liver". Nature. 445 (7130): 886–91. Bibcode:2007Natur.445..886S. doi:10.1038/nature05537. PMID 17259975. S2CID 4379651.
  13. ^ a b Liew CG, Shah NN, Briston SJ, Shepherd RM, Khoo CP, Dunne MJ, Moore HD, Cosgrove KE, Andrews PW (2008). "PAX4 enhances beta-cell differentiation of human embryonic stem cells". PLOS ONE. 3 (3): e1783. Bibcode:2008PLoSO...3.1783L. doi:10.1371/journal.pone.0001783. PMC 2262135. PMID 18335054. open access
  14. ^ Gannon M, Ables ET, Crawford L, et al. pdx-1 기능은 특히 배아 베타 세포에서 적절한 수의 내분비 세포 유형을 생성하고 포도당 항상성을 유지하기 위해 필요하다.데브 비올2007;314 (2):406-17.doi:10.1016/j.ydbio.2007.10.038
  15. ^ 마우스 Ipf1/Pdx1의 Ahlgren U, Jonson J, Jonson L, Simu K, Edlund H. 베타세포 특이적 불활성화 유전자는 베타세포 표현형 상실과 성숙기 당뇨병 발생을 초래한다.유전자 1998;12:1763-8.
  16. ^ Johnson JD, Ahmed NT, Luciani DS, Han Z, Tran H, Fujita J, Misler S, Edlund H, Polonsky KS (April 2003). "Increased islet apoptosis in Pdx1+/- mice". J. Clin. Invest. 111 (8): 1147–60. doi:10.1172/JCI16537. PMC 152933. PMID 12697734.
  17. ^ Johnson JD, Bernal-Mizrachi E, Alejandro EU, Han Z, Kalynyak TB, Li H, Beith JL, Gross J, Warnock GL, Townsend RR, Permutt MA, Polonsky KS (December 2006). "Insulin protects islets from apoptosis via Pdx1 and specific changes in the human islet proteome". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103 (51): 19575–80. Bibcode:2006PNAS..10319575J. doi:10.1073/pnas.0604208103. PMC 1748267. PMID 17158802.
  18. ^ a b Holland AM, Garcia S, Naselli G, Macdonald RJ, Harrison LC (2013). "The Parahox gene Pdx1 is required to maintain positional identity in the adult foregut". Int. J. Dev. Biol. 57 (5): 391–8. doi:10.1387/ijdb.120048ah. PMID 23873371.
  19. ^ Chen C, Sibley E (2012). "Expression profiling identifies novel gene targets and functions for Pdx1 in the duodenum of mature mice". Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 302 (4): G407–19. doi:10.1152/ajpgi.00314.2011. PMC 3287393. PMID 22135308.
  20. ^ 후지모토, 케이, 케네스 S. 폴론스키."Pdx1과 췌장 β세포의 생존을 조절하는 다른 요인들"당뇨병, 비만 및 대사 11(2009) : 30-37.
  21. ^ Ma J, Chen M, Wang J, Xia HH, Zhu S, Liang Y, Gu Q, Qiao L, Dai Y, Zou B, Li Z, Zhang Y, Lan H, Wong BC (2008). "Pancreatic duodenal homeobox-1 (PDX1) functions as a tumor suppressor in gastric cancer". Carcinogenesis. 29 (7): 1327–33. doi:10.1093/carcin/bgn112. PMID 18477649.
  22. ^ "Entrez Gene: PDX1 pancreatic and duodenal homeobox 1".
  23. ^ Fajans SS, Bell GI, Polonsky KS (September 2001). "Molecular mechanisms and clinical pathophysiology of maturity-onset diabetes of the young". N. Engl. J. Med. 345 (13): 971–80. doi:10.1056/NEJMra002168. PMID 11575290.
  24. ^ Hargreaves AD, Zhou L, Christensen J, Marlétaz F, Liu S, Li F, et al. (July 2017). "Genome sequence of a diabetes-prone rodent reveals a mutation hotspot around the ParaHox gene cluster". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (29): 7677–7682. doi:10.1073/pnas.1702930114. PMC 5530673. PMID 28674003.
  25. ^ Zhao L, Guo M, Matsuoka TA, Hagman DK, Parazzoli SD, Poitout V, Stein R (March 2005). "The islet beta cell-enriched MafA activator is a key regulator of insulin gene transcription". J. Biol. Chem. 280 (12): 11887–94. doi:10.1074/jbc.M409475200. PMID 15665000.

추가 정보

외부 링크

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