基因Foxn1,也称为Forkhead-box N1,是人类Forkhead-box(FOX)基因家族的一员。FOX基因家族是一组在生物体发育和细胞分化中发挥重要作用的转录因子。Foxn1基因编码的蛋白质包含一个“翼螺旋”结构域,这是FOX家族成员的标志性特征。Foxn1在哺乳动物的胸腺上皮细胞和皮肤上皮细胞中选择性表达,对胸腺的正常发育和T细胞的成熟至关重要[5]。
Foxn1在胸腺发育中扮演着“主调节器”的角色,它通过调节胸腺上皮细胞(TECs)的谱系特化和功能,促进T细胞的分化和选择。Foxn1的表达对于从原始的胸腺上皮细胞到成熟的皮质和髓质TECs的转变至关重要。Foxn1的缺失会导致胸腺发育不全,进而引起T细胞免疫缺陷,这在人类中被称为裸鼠/重症联合免疫缺陷(SCID)综合征。这种免疫缺陷表现为先天性脱发、指甲异常和严重的T细胞免疫缺陷[1,2,6]。
除了在胸腺发育中的作用,Foxn1还在皮肤发育、稳态和伤口愈合中发挥作用。Foxn1在皮肤中的作用与皮肤生理和病理条件相关,包括发育、稳态和皮肤伤口愈合。Foxn1的调控功能与其在皮肤发育和获得成人皮肤表型中的作用密切相关,这也与失去无瘢痕愈合的能力相一致。通过基因操作Foxn1的表达,特别是引入Foxn1沉默或其敲入Foxn1−/−模型,可能为再生医学提供未来的研究方向[4]。
Foxn1的突变或表达异常还与多种疾病有关。在人类中,Foxn1突变导致的免疫缺陷与严重的全身性脱发(即裸鼠/SCID表型)相关。Foxn1的异位表达还与一些癌症的发生有关,例如食管癌和肺癌中的FOXA1基因扩增和过度表达[1]。
此外,Foxn1在癌症研究中也具有重要意义。裸鼠,一种因Foxn1基因自发缺失而导致胸腺发育不良的鼠类品系,被广泛用作癌症研究中的模型。裸鼠的免疫系统受到抑制,T细胞数量减少,因此它们不能排斥异种移植的肿瘤细胞,这为癌症药物的预临床测试提供了便利[3]。
综上所述,Foxn1是一种重要的转录因子,在胸腺和皮肤发育中发挥关键作用。Foxn1的突变或表达异常与免疫缺陷和癌症等疾病的发生有关。Foxn1的研究不仅有助于我们理解胸腺和皮肤发育的分子机制,也为开发治疗免疫缺陷和癌症的新策略提供了理论基础。
参考文献:
1. Katoh, Masuko, Katoh, Masaru. . Human FOX gene family (Review). In International journal of oncology, 25, 1495-500. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15492844/
2. Rota, Ioanna A, Dhalla, Fatima. 2017. FOXN1 deficient nude severe combined immunodeficiency. In Orphanet journal of rare diseases, 12, 6. doi:10.1186/s13023-016-0557-1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28077132/
3. Szadvari, I, Krizanova, O, Babula, P. . Athymic nude mice as an experimental model for cancer treatment. In Physiological research, 65, S441-S453. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28006926/
4. Bukowska, Joanna, Kopcewicz, Marta, Walendzik, Katarzyna, Gawronska-Kozak, Barbara. 2018. Foxn1 in Skin Development, Homeostasis and Wound Healing. In International journal of molecular sciences, 19, . doi:10.3390/ijms19071956. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29973508/
5. Palamaro, Loredana, Romano, Rosa, Fusco, Anna, Gallo, Vera, Pignata, Claudio. 2014. FOXN1 in organ development and human diseases. In International reviews of immunology, 33, 83-93. doi:10.3109/08830185.2013.870171. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24432845/
6. Romano, Rosa, Palamaro, Loredana, Fusco, Anna, Del Vecchio, Luigi, Pignata, Claudio. 2013. FOXN1: A Master Regulator Gene of Thymic Epithelial Development Program. In Frontiers in immunology, 4, 187. doi:10.3389/fimmu.2013.00187. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23874334/