基因Crxos,也称为EGAM1C,是一种编码同源蛋白的基因,它包含同源框结构域,属于同源框基因家族。同源框基因是一类关键的调控因子,在多细胞生物的发育过程中发挥重要作用。Crxos基因在哺乳动物胚胎发育中扮演着重要角色,尤其是在早期胚胎发育和维持胚胎干细胞(ES)多能性方面[1]。
研究表明,Crxos基因在维持小鼠ES细胞自我更新能力中发挥关键作用[1]。ES细胞通过自我更新来维持其多能性,这一过程中需要多种同源蛋白,如Oct3/4和Nanog的参与。Crxos基因在小鼠ES细胞中特异性表达,其表达对于维持ES细胞的未分化形态和促进其增殖至关重要。研究还发现,Crxos基因的短异构体在小鼠ES细胞中主要表达,并且其过表达足以维持ES细胞的未分化形态和促进其增殖。此外,通过RNA干扰实验,研究人员证实Crxos基因对于ES细胞的自我更新至关重要,并初步确定foxD3是Crxos的下游靶基因[1]。
小鼠的ETCHbox基因家族在进化过程中发生了显著的变化,其中Crxos基因发生了内部复制,形成了具有两个同源结构域的Crxos基因位点。Crxos基因的表达和功能研究揭示了其在早期胚胎发育中的重要作用,包括调节与合子基因组激活和囊胚形成准备相关的基因表达。与人类同源基因ARGFX的比较研究表明,小鼠Crxos和人类ARGFX基因虽然序列不相似,但它们调控的下游基因存在显著的相似性,这表明在基因丢失的过程中,非同源基因通过功能补偿机制来维持重要的发育功能[2]。
Crxos基因编码的EGAM1C蛋白在维持ES细胞多能性和抑制细胞分化中发挥重要作用。EGAM1C蛋白的表达在小鼠胚胎和胚外组织中具有时空特异性。研究发现,EGAM1C蛋白在胎盘组织中特异性表达,并且与胎盘催乳素基因家族成员(如Prl3b1和Prl5a1)的表达模式存在一定的相关性。进一步研究发现,EGAM1C的过表达可以增强小鼠滋养层干细胞中Prl3b1和Prl5a1的表达,这表明EGAM1C可能在胎盘催乳素基因家族的表达调控中发挥作用[3]。
Crxos基因的表达和功能不仅限于早期胚胎发育,还涉及眼睛发育和功能。研究发现,Crxos基因的天然反义转录本(NATs)在视网膜中特异性表达,并且与Crx基因的表达密切相关。Crx基因是眼睛发育过程中的一个关键转录因子,其表达和功能受到Crxos基因的调控。研究表明,Crxos基因的过表达可以显著降低Crx基因的表达水平,这表明Crxos基因的NATs可能通过与Crx基因的mRNA互补结合,影响Crx基因的表达和功能[4]。
综上所述,基因Crxos在小鼠的早期胚胎发育、维持ES细胞多能性、胎盘催乳素基因家族表达调控以及眼睛发育和功能中发挥重要作用。Crxos基因的表达和功能研究为深入理解哺乳动物胚胎发育和维持多能性的分子机制提供了重要的线索,并为相关疾病的治疗和预防提供了新的思路和策略。
参考文献:
1. Saito, Ryota, Yamasaki, Tokiwa, Nagai, Yoko, Katada, Toshiaki, Nishina, Hiroshi. 2009. CrxOS maintains the self-renewal capacity of murine embryonic stem cells. In Biochemical and biophysical research communications, 390, 1129-35. doi:10.1016/j.bbrc.2009.09.118. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19800316/
2. Royall, Amy H, Maeso, Ignacio, Dunwell, Thomas L, Holland, Peter W H. 2018. Mouse Obox and Crxos modulate preimplantation transcriptional profiles revealing similarity between paralogous mouse and human homeobox genes. In EvoDevo, 9, 2. doi:10.1186/s13227-018-0091-4. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29423137/
3. Saito, Koichi, Ogawa, Atsushi, Toyofuku, Kyoko, Kojima, Ikuo, Kobayashi, Masayuki. 2010. Relationships between homeoprotein EGAM1C and the expression of the placental prolactin gene family in mouse placentae and trophoblast stem cells. In Reproduction (Cambridge, England), 141, 259-68. doi:10.1530/REP-10-0355. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21084569/
4. Alfano, Giovanna, Vitiello, Carmen, Caccioppoli, Cristina, Auricchio, Alberto, Banfi, Sandro. 2005. Natural antisense transcripts associated with genes involved in eye development. In Human molecular genetics, 14, 913-23. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15703187/