基因PTCH2,也称为 patched homolog 2,是人类基因组中的一种基因,其编码的蛋白质在细胞表面作为一种受体,参与调节 Hedgehog (Hh) 信号通路。Hh 信号通路是一个高度保守的信号传导系统,对胚胎发育和成体组织维持至关重要。PTCH2 与其同源基因 PTCH1 共同构成了 Hh 信号通路的受体,通过与 Hh 配体结合,PTCH2 能够抑制 Smoothened (SMO) 受体,从而调控下游的信号传导和基因表达。
PTCH2 的表达模式在发育过程中动态变化,特别是在面部发育过程中,PTCH2 的 mRNA 和蛋白质表达在胚胎发育的第 11-14.5 天显著增加[1]。这种动态表达模式提示 PTCH2 在面部结构的形成中可能发挥重要作用。此外,PTCH2 在牙胚、Meckel's 软骨和振动神经的毛囊等面部区域表现出独特的表达模式,进一步支持了其在面部发育中的功能[1]。
PTCH2 在多种癌症中发挥重要作用。例如,PTCH2 的表达水平在胶质瘤组织中降低,且与不良预后相关。研究表明,PTCH2 通过上调肿瘤抑制因子 PTEN 的表达,抑制了促生存的 AKT 信号通路,从而抑制了胶质瘤细胞的增殖和侵袭[2]。这表明 PTCH2 可能作为一种肿瘤抑制因子,在胶质瘤的发生发展中发挥重要作用。
此外,PTCH2 的表达异常还与一些先天性发育异常相关。例如,PTCH2 的罕见变异与无综合征性唇腭裂(NSOFC)的发生相关[5]。研究发现,PTCH2 的某些变异可能破坏其蛋白质结构和功能,从而导致 NSOFC 的发生。
PTCH2 的表达和功能还受到 PTCH1 的影响。研究表明,PTCH2 在基底细胞癌(BCC)中高表达,且与 PTCH1 表现出相似的表达模式[3]。这表明 PTCH2 可能与 PTCH1 协同作用,共同调节 Hh 信号通路,从而影响 BCC 的发生发展。
PTCH2 还在 Smo 调控和肢体发育中发挥重要作用。研究发现,PTCH2 是一种功能性 Shh 受体,能够调节 Smo 的定位和活性[4]。此外,PTCH1 和 PTCH2 在发育中的小鼠肢体芽中共表达,且 PTCH2 缺失会加剧肢体特异性的 PTCH1 敲除突变体的生长缺陷,表明 PTCH1 和 PTCH2 在调节细胞对 Shh 的反应中具有协同作用[4]。
综上所述,PTCH2 是一个在 Hh 信号通路中发挥重要作用的基因,其表达和功能异常与多种疾病的发生发展相关。PTCH2 的研究有助于深入理解 Hh 信号通路的调控机制和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Wang, Xiaotong, Ma, Zhihong, Wu, Yan, Fan, Ming, Du, Juan. 2021. Expression pattern of Ptch2 in mouse embryonic maxillofacial development. In Acta histochemica, 124, 151835. doi:10.1016/j.acthis.2021.151835. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34979374/
2. Han, Jizhong, Deng, Huajiang, Xiong, Yu, Peng, Lilei, Zhong, Chuanhong. 2022. Reduced PTCH2 expression is associated with glioma development through its regulation of the PTEN/AKT signaling pathway. In Biochemical and biophysical research communications, 627, 76-83. doi:10.1016/j.bbrc.2022.08.043. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36027694/
3. Zaphiropoulos, P G, Undén, A B, Rahnama, F, Hollingsworth, R E, Toftgård, R. . PTCH2, a novel human patched gene, undergoing alternative splicing and up-regulated in basal cell carcinomas. In Cancer research, 59, 787-92. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10029063/
4. Zhulyn, Olena, Nieuwenhuis, Erica, Liu, Yulu Cherry, Angers, Stephane, Hui, Chi-chung. 2014. Ptch2 shares overlapping functions with Ptch1 in Smo regulation and limb development. In Developmental biology, 397, 191-202. doi:10.1016/j.ydbio.2014.10.023. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25448692/
5. Liang, Xuqin, He, Qing, Jiao, Yuhua, Huang, Huimei, Zhao, Huaxiang. 2024. Identification of rare variants in PTCH2 associated with non-syndromic orofacial clefts. In Gene, 907, 148280. doi:10.1016/j.gene.2024.148280. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38360123/