HOXA3是HOX家族中的一个转录因子,在哺乳动物的发育过程中发挥着重要作用。HOX基因是一组高度保守的基因,它们编码的蛋白质在胚胎发育过程中对身体的构建起着关键作用。HOXA3在胚胎发育中,特别是在头颈部的器官形成中起着重要作用,包括甲状腺、甲状旁腺和胸腺等。研究表明,HOXA3在神经嵴细胞(NCCs)和咽弓衍生结构的发育中扮演着重要角色。
HOXA3基因的表达模式在鸡和鼠中略有不同,但在这些动物中,它对于咽弓衍生结构的发育至关重要[1]。在Hoxa3基因敲除的小鼠胚胎中,神经嵴细胞和咽弓衍生结构的迁移存在缺陷。这些研究结果表明,HOXA3在细胞迁移中发挥着重要作用,特别是在神经嵴细胞和咽弓衍生结构的迁移中。此外,HOXA3的表达模式表明,它在不同的细胞类型中具有不同的功能,并且在发育过程中起着关键作用。
除了在发育过程中的作用外,HOXA3在多种疾病中也发挥着重要作用。例如,猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)感染会导致HOXA3的表达显著增加。PRRSV通过负调节血红素加氧酶-1(HO-1)基因的转录来抑制I型干扰素(IFN-Is)的响应,从而促进病毒复制。HOXA3的缺乏可以增强HO-1和干扰素调节因子3(IRF3)之间的相互作用,进而增强IRF3的磷酸化和核转位,从而抑制PRRSV感染细胞的I型干扰素响应。这表明,PRRSV利用HOXA3来抑制I型干扰素响应,从而逃避免疫系统的攻击[2]。
在急性髓细胞性白血病(AML)中,HOXA3的表达水平与化疗反应和总体生存率相关。研究表明,短WT1转录本(sWT1)可以上调HOXA3的表达,从而抑制细胞生长和CD71表达,导致细胞对化疗药物产生耐药性。这表明,HOXA3可能作为一种潜在的治疗靶点,用于治疗AML[3]。
在结肠癌中,HOXA3的表达水平升高与患者的低生存率相关。研究表明,HOXA3通过激活EGFR/Ras/Raf/MEK/ERK信号通路来促进肿瘤生长。敲低HOXA3可以抑制细胞活力和集落形成,并诱导细胞凋亡。此外,HOXA3的敲低可以抑制EGFR/Ras/Raf/MEK/ERK信号通路的激活。这表明,HOXA3可能作为一种潜在的治疗靶点,用于治疗结肠癌[4]。
HOXA3在胸腺和甲状旁腺的分化中也发挥着重要作用。研究表明,Hoxa3基因的突变会导致胸腺和甲状旁腺的发育缺陷。此外,Hoxa3基因在神经嵴细胞和内胚层细胞中具有不同的功能。Hoxa3基因在神经嵴细胞中主要参与形态发生,而在内胚层细胞中则主要参与器官分化和形态发生[5][6]。
此外,HOXA3在皮肤愈合和血管生成中也发挥着重要作用。研究表明,分泌型HOXA3可以促进表皮增殖和血管生成,从而改善皮肤移植的完整性。这表明,HOXA3可能作为一种潜在的治疗靶点,用于治疗皮肤疾病和血管疾病[7]。
综上所述,HOXA3是一种重要的转录因子,在哺乳动物的发育和多种疾病中发挥着重要作用。HOXA3在细胞迁移、器官形成、肿瘤生长和免疫应答等方面发挥着重要作用。此外,HOXA3还具有独立的染色质调控功能,影响基因表达和干细胞的多能性维持。HOXA3的研究有助于深入理解转录因子在发育和疾病发生中的作用机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Watari-Goshima, Natsuko, Chisaka, Osamu. 2011. Chicken HOXA3 gene: its expression pattern and role in branchial nerve precursor cell migration. In International journal of biological sciences, 7, 87-101. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21278919/
2. Feng, Yingtong, Guo, Xuyang, Tian, Hong, Zheng, Haixue, Xiao, Shuqi. 2021. Induction of HOXA3 by Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Inhibits Type I Interferon Response through Negative Regulation of HO-1 Transcription. In Journal of virology, 96, e0186321. doi:10.1128/JVI.01863-21. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34851144/
3. Allen, Basil, Savoy, Lindsey, Ryabinin, Peter, McWeeney, Shannon K, Zhang, Haijiao. 2024. Upregulation of HOXA3 by isoform-specific Wilms tumour 1 drives chemotherapy resistance in acute myeloid leukaemia. In British journal of haematology, 205, 207-219. doi:10.1111/bjh.19563. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38867543/
4. Zhang, Xianxiang, Liu, Guangwei, Ding, Lei, Gao, Yuan, Lu, Yun. 2017. HOXA3 promotes tumor growth of human colon cancer through activating EGFR/Ras/Raf/MEK/ERK signaling pathway. In Journal of cellular biochemistry, 119, 2864-2874. doi:10.1002/jcb.26461. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29073728/
5. Chojnowski, Jena L, Trau, Heidi A, Masuda, Kyoko, Manley, Nancy R. 2016. Temporal and spatial requirements for Hoxa3 in mouse embryonic development. In Developmental biology, 415, 33-45. doi:10.1016/j.ydbio.2016.05.010. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27178667/
6. Kuo, Jennifer H, Cuevas, Ileana, Chen, Amy, Kuri, Mauricio, Boudreau, Nancy. . Secreted HoxA3 Promotes Epidermal Proliferation and Angiogenesis in Genetically Modified Three-Dimensional Composite Skin Constructs. In Advances in wound care, 3, 605-613. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25302136/
7. Chojnowski, Jena L, Masuda, Kyoko, Trau, Heidi A, Capecchi, Mario, Manley, Nancy R. 2014. Multiple roles for HOXA3 in regulating thymus and parathyroid differentiation and morphogenesis in mouse. In Development (Cambridge, England), 141, 3697-708. doi:10.1242/dev.110833. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25249461/