1.Pax基因家族的研究进展

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1、仁Pax基因家族的研究进展Pax基因家族编码的蛋白是一组极为重要的转录调控因子，在胚胎发育过程和器官特化过程起关键的调控作用，其主要功能包括：调控细胞增殖、促进细胞自我更新、诱导前体细胞定向转移以及改变特异细胞系的分化方向。目前已知，丹%基因的非正常表达是多种先天性疾病的主要诱因。几眈基因家族的特征为保守结构域成对域（paireddomain,PD）。成对域由128个氨基酸组成，具有DNA结合能力，它最早在果蝇的三个体节分化相关基因和两个组织特异表达基因中发现，而后在众多脊椎动物和非脊椎动物中也找到了它的同源物。除了成

2、对域外，许多Pax蛋白还含有两个其他的功能域：八肽域（octapeptide,OP）和同源域（Homeodomain,HD）,根据结构域的组成和序列的同源性，Pav基因家族口J以划分为四个亚家族：Pox〃9（Par/、9）,Pa天2⑸8（Pojc2、S）,Pax3/7（Pax3>7）和Pax4/6（Pax4、6）〔⑼。以下是对必x基因的表达模式重点介绍。1.1龄“7"基因亚家族的表达模式脊椎动物的Par/和同属于Pax〃9亚家族，在非脊椎动物中该基因家族只有一个成员，即Paxl/9.所有后口动物的Pq〃9在胚胎的咽鲍裂

3、中都有表达㈤⑵］。在脊椎动物中，Ra//9基因的表达范围更广泛，Par/和Ra9同源性高达98%,在脊椎、胸腺、甲状旁腺和第三、四咽囊及其衍生物和胚胎骨骼组织的生长发育中起重要的调控作用22,23】。在小鼠屮，卩祇/主要参与胸骨、肢芽、肩胛骨、胸骨带和盆骨带的发育生长调控；的调控范围则包括头部、尾部、肢芽、食道、牙齿和咽喉创。1.2龄xZ必基因亚家族的表达模式除了P依〃9外，户血基因家族其他成员都与中枢神经系统的发育有关。Pq2/5/8是脊椎动物和头索动物胚胎期中后脑分界以及甲状腺（头索动物同源物为内柱）的重要分子标记

4、。P处2和Pa惑在脊椎动物的肾脏中表达卩习。文昌鱼中胚胎发育时期，Pat2/5/8表达于早期排泄管的原始结构中（通常叫做哈氏肾）,说明文昌鱼的排泄器官和脊椎动物的肾脏都受到PQ2/5/8同源基因的调控血】。在脊椎动物胚胎发育期中，Ra2和表达于耳基板和上鲤骨基板1绚。长期以来,基板一直被认为是脊椎动物所特有的，在文昌鱼中没有找到与基板相关的Por2/5怡表达部位。1998年，Wada等报道在海鞘中Ra2Z5/8表达于围勰原基，这个部位在发育过程中通过外胚层内陷形成围鲍腔吸管，成体的海鞘的鲍部生长岀一个有纤毛感觉细胞的杯

5、状器官，与脊椎动物的内耳十分相似。由此他们提出在海鞘的围鲤原基与脊椎动物的听觉系统是同源的1勿。1.3龄“少7基因亚家族的表达模式脊椎动物Pax3和基因的时空表达相似性较高。这两个基因都在胚胎发育早期在神经管形成、神经畴发育I绚、近轴中胚层发育和成体骨骼肌发育［29】中起作用。在文昌鱼中，Por3/7表达于中枢神经系统和轴旁中胚层，可能与中轴肌肉的形成有关㈤］。Relaix等报道在小鼠中用Por7来代替后，迁移肌肉前体(migratorymuscleprecursors,MMPs)分化的肌肉发生了缺失，而其他受只戏3和

6、Pox7调控的部位则没有显著影响〔羽，说明在背神经管、神经悄细胞和体节形成的调控上Pcix7^以代替Pax3的作用。但MMP肌肉分化调节的功能只存在于Por3而Pax7Q因此，在脊椎动物中Por3对于肌肉细胞的形成是必不可少的,而Por7则侧重于肌肉的自我修复和再生。1.4矗“必基因亚家族的表达模式脊椎动物的和PorO都在胰腺和肠胃道发育中发挥作用⑶此外，Pax6还表达于鼻板、脑下垂体前叶、品状体板、和中枢神经系统的一部分。文昌鱼不同于其它动物，它有4种视觉感受器：前眼、片层体、Joseph细胞和Hesse器。在视觉感

7、受器的发育过程中，P处6只在松果体和片层体表达，这两个器官分别是脊椎动物的松果眼和对眼的同源器官。而Joseph细胞和Hesse体的发育与九兀6无关。除视觉感受器外，文昌角的P俶6还在胚胎表皮的前侧和哈氏窝表达，前者可能与嗅上皮的发冇有关，后者则是脊椎动物脑下垂体前叶的同源器官卩％Pq基因家族表达图式比较显示，直系同源基因在胚胎发育过程屮表达域的相似程度较高，而在形体结构更复杂、进化地位更高等的生物中，Par基因的表达区域相对更广。2.1Pax1/9亚家族间相似的表达模式通过AmphiPaxl/9免疫组化的研究表明这个

8、基因在间叶细胞中表达(图2・6,C和D）。而在脊椎动物中，随着间叶细胞的进化Par/和Pox9可能在更多的区域表达。Peters等报道了哺乳动物的九汐基因在包括颅面，牙和肢体发育的间叶细胞中有表达。Wallin等嗣发现內“在椎间区的间叶组织中表达。此外，我们发现AmphiPcixl/9在肠中表达，这与Por9在脊椎动物的食道（胃,