Tbx1基因编码一种T-box转录因子(TF),在哺乳动物发育中发挥着重要作用。它表达于小鼠胚胎中的E7.5阶段,并持续表达,影响多种组织和器官的发育,包括心脏、血管和中枢神经系统。Tbx1基因的缺失会导致DiGeorge综合征,这是一种由22q11.2染色体缺失引起的遗传病,表现为心脏畸形、胸腺和甲状旁腺发育不全、颅面畸形和牙齿缺陷等。此外,Tbx1基因的突变还与精神分裂症、青少年特发性脊柱侧凸等疾病有关。研究表明,Tbx1基因通过表观遗传修饰调节大量基因的表达,影响细胞增殖、分化和器官形成等生物学过程。本文将结合参考文献,对Tbx1基因的研究进展进行综述。
研究发现,Tbx1基因在心肌梗死后的免疫调节中发挥重要作用。心肌梗死是一种自身免疫性倾向的疾病,心脏需要保持对损伤诱导的自身免疫反应的控制,以避免自身免疫性炎症疾病。在心肌梗死发生后,Tbx1基因在淋巴内皮细胞(LEC)中诱导了淋巴生成和免疫调节基因表达的改变。激活的LEC细胞渗透到梗死区域,作为心肌内免疫中心,通过Ccl21和Icam1整合素增加耐受性树突状细胞(tDC)和调节性T(Treg)细胞数量,从而抑制自身反应性CD8+ T细胞的扩增,促进修复巨噬细胞的扩增,促进心肌梗死后的修复[1]。
22q11.2缺失综合征是一种常见的微缺失综合征,其中TBX1基因的缺失被认为是最重要的原因。TBX1基因的缺失会导致心脏畸形、胸腺和甲状旁腺发育不全、颅面畸形和牙齿缺陷等。此外,部分患者还存在肾和泌尿系统畸形、发育迟缓、认知障碍和行为问题。研究发现,TBX1基因的缺失会导致心脏发育异常,进而引发多种出生缺陷,包括先天性心脏病[2]。
TBX1基因在心脏、血管和中枢神经系统的发育中发挥着重要作用。它通过表观遗传修饰调节大量基因的表达,影响细胞增殖、分化和器官形成等生物学过程。研究发现,TBX1基因在心脏发育过程中调节心脏流出道畸形的发生,与法洛四联症的发生有关[5]。此外,TBX1基因还与精神分裂症、青少年特发性脊柱侧凸等疾病有关[7]。
TBX1基因在胚胎咽部系统的发育中发挥重要作用。咽部系统是脊椎动物特有的短暂结构,对头部、颈部和胸部的多种组织发育至关重要。许多出生缺陷,包括先天性心脏病的很大一部分,都与咽部系统的发育异常有关。TBX1基因的缺失会导致咽部系统发育异常,进而引发多种出生缺陷[3]。
TBX1基因的缺失会导致中枢神经系统发育异常,进而引发认知障碍。研究发现,TBX1基因的缺失会导致大脑结构异常,如海马伞的髓鞘形成改变,进而影响认知速度。此外,TBX1基因的缺失还会导致神经细胞前体细胞的减少,进而影响神经系统的发育和功能[4]。
TBX1基因的突变与青少年特发性脊柱侧凸(AIS)的发生有关。研究发现,TBX1基因的罕见突变与AIS的发生有关,突变会导致TBX1基因的表达降低,进而影响脊柱的发育和形态。此外,TBX1基因的表达与AIS的严重程度相关,TBX1基因表达降低的患者,AIS的严重程度更高[6]。
综上所述,Tbx1基因是一种重要的T-box转录因子,在哺乳动物发育中发挥着重要作用。它影响多种组织和器官的发育,包括心脏、血管和中枢神经系统。Tbx1基因的缺失或突变会导致多种疾病,包括DiGeorge综合征、精神分裂症、青少年特发性脊柱侧凸等。研究表明,Tbx1基因通过表观遗传修饰调节大量基因的表达,影响细胞增殖、分化和器官形成等生物学过程。未来,对Tbx1基因的研究将有助于深入理解其生物学功能和疾病发生机制,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Wang, Wenfeng, Li, Xiao, Ding, Xiaoning, Zhang, Min, Zhang, Zhen. 2023. Lymphatic endothelial transcription factor Tbx1 promotes an immunosuppressive microenvironment to facilitate post-myocardial infarction repair. In Immunity, 56, 2342-2357.e10. doi:10.1016/j.immuni.2023.07.019. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37625409/
2. Rump, Patrick, de Leeuw, Nicole, van Essen, Anthonie J, Dijkhuizen, Trijnie, van Ravenswaaij-Arts, Conny M. 2014. Central 22q11.2 deletions. In American journal of medical genetics. Part A, 164A, 2707-23. doi:10.1002/ajmg.a.36711. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25123976/
3. Baldini, Antonio. . Dissecting contiguous gene defects: TBX1. In Current opinion in genetics & development, 15, 279-84. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15917203/
4. Hiramoto, Takeshi, Sumiyoshi, Akira, Yamauchi, Takahira, Kawashima, Ryuta, Hiroi, Noboru. 2021. Tbx1, a gene encoded in 22q11.2 copy number variant, is a link between alterations in fimbria myelination and cognitive speed in mice. In Molecular psychiatry, 27, 929-938. doi:10.1038/s41380-021-01318-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34737458/
5. Morgenthau, Ari, Frishman, William H. . Genetic Origins of Tetralogy of Fallot. In Cardiology in review, 26, 86-92. doi:10.1097/CRD.0000000000000170. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29045289/
6. Li, Yang, Wu, Zhichong, Xu, LeiLei, Qiu, Yong, Zhu, Zezhang. . Genetic Variant of TBX1 Gene Is Functionally Associated With Adolescent Idiopathic Scoliosis in the Chinese Population. In Spine, 46, 17-21. doi:10.1097/BRS.0000000000003700. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32947497/
7. Ping, Lieh-Yung, Chuang, Yang-An, Hsu, Shih-Hsin, Tsai, Hsin-Yao, Cheng, Min-Chih. 2016. Screening for Mutations in the TBX1 Gene on Chromosome 22q11.2 in Schizophrenia. In Genes, 7, . doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27879657/