Dach2-KO 基因敲除小鼠

Dach2，也称为Dachshund homolog 2，是一种重要的转录因子，属于Dachshund家族。Dachshund家族是一组与果蝇Dachshund基因同源的基因，它们在脊椎动物的发育过程中发挥着关键作用，特别是在肌肉发育和神经系统中。Dach2在胚胎发育过程中，特别是在肌肉和神经系统的形成中起着重要作用。它在肌肉发育过程中参与调节肌原性分化，通过与Eya2和Six1等基因的协同作用来促进肌肉形成。Dach2的表达在胚胎神经组织、感官器官和肢体中都有发现，这表明它在这些器官的形成和发育中发挥着重要作用。此外，Dach2在雌性生殖道的发育中也发挥着重要作用，与女性生殖系统的疾病有关。例如，Dach2的突变与早发性卵巢功能不全（POF）有关，这是一种导致女性在40岁之前卵巢功能衰竭的疾病。Dach2的表达也与膀胱尿路上皮癌的侵袭性和预后有关，DACH2的高表达与不良预后相关。此外，Dach2在肌肉的神经再支配过程中也发挥着重要作用，它通过与Hdac9协同作用来抑制肌肉的再神经支配。Dach2在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括肌肉发育、神经系统和生殖系统的形成，以及肿瘤的发生和发展。它通过与其他基因的协同作用来调节基因表达，影响细胞分化和器官形成。Dach2的研究有助于深入理解其在发育和疾病中的作用机制，为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。

Dach2在人类不孕症中发挥着重要作用。人类不孕症是一个全球性的健康问题，其遗传原因包括染色体非整倍性和重排以及单基因缺陷。性染色体（X和Y）是人类生育的关键因素，因为它们包含几个对性别决定和男女性生殖性状至关重要的基因。Dach2是位于X染色体上的一个基因，与POF1和2区域的其他基因（如XPNPEP2、POF1B、CHM和DIAPH2）一起，被报道在人类的青春期和生殖功能缺陷中发挥重要作用，影响男性、女性或两者。这些基因的突变可能通过显性或隐性遗传方式传递给后代[1]。

Dach2和Hdac9是活动调节的转录共抑制因子，在神经肌肉接头形成中发挥重要作用。它们在神经肌肉接头形成中协同作用，通过抑制去神经肌肉中Myog和Gdf5基因的表达来抑制去神经肌肉的再神经支配。这些研究表明，操纵Dach2-Hdac9信号系统，特别是Gdf5，可能是增强神经肌肉通信的一种有前途的方法，在神经肌肉通信中断的情况下[2]。

Dach2在肌肉侵袭性膀胱尿路上皮癌（UCB）的转移和预后中发挥着重要作用。DACH2的表达与淋巴结转移和不良预后相关，可以作为预测转移和预后的新型生物标志物。在训练集中，与没有淋巴结转移的UCB患者相比，DACH2蛋白和mRNA的表达在淋巴结转移的患者中显著增加。在独立验证集中，不表达DACH2的UCB患者的无转移生存期和总生存期比表达DACH2的患者更长。多变量分析表明，DACH2状态对无转移生存期和总生存期的风险比远高于其他独立风险因素。因此，DACH2可以作为UCB患者初始诊断时的独立预后标志物，以识别具有高转移风险的个体[3]。

Dach2在肌肉活动依赖性基因调控中发挥着重要作用。它通过HDAC-Dach2-myogenin信号传导级联反应解码神经活动并控制肌肉基因表达。HDAC抑制剂可以抑制HDAC活性，从而降低活动调节基因的表达。Dach2作为myogenin的转录抑制因子，其表达在HDAC依赖性方式下在发育中的无神经肌管或成年去神经肌肉中显著降低。Dach2在去神经肌肉中的过表达抑制了myogenin、nAChR和MuSK基因的诱导，而Dach2的敲低则诱导了innervated肌肉中myogenin基因的表达，并解除了HDAC抑制剂对myogenin启动子的抑制。因此，HDAC-Dach2-myogenin信号传导级联反应已被确定为解码神经活动并控制发育和成年骨骼肌肉中肌肉基因表达的途径[4]。

Dach2是果蝇dachshund基因的同源基因，在发育过程中发挥着重要作用。Dach2在胚胎神经组织、感官器官和肢体中的表达表明，它在这些器官的形成和发育中发挥着重要作用。此外，Dach2的表达在Pax6突变体的大脑皮层和Pax3突变体的真皮肌节中未发生显著变化，这表明Dach2在这些组织中可能具有部分冗余的功能。遗传作图实验将小鼠Dach2定位在X染色体上Xist和Esx1之间。人类DACH2序列在Xq21的鉴定表明，该基因可能在Allan-Herndon综合征、Miles-Carpenter综合征、X连锁腭裂和/或Megalocornea中发挥作用[5]。

Dach2与Eya2和Six1协同调节脊椎动物肌肉的发育。Dach2在发育的体节中表达，其表达模式类似于Pax3，Pax3是已证明能诱导肌肉分化的基因。Pax3和Dach2参与正反馈调节回路，类似于Drosophila中Pax基因eyeless（Pax6同源物）和Drosophila dachshund基因之间的反馈回路。尽管Dach2本身无法诱导肌生成，但Dach2可以与Eya2协同作用来调节肌原性分化。此外，Eya2也可以与Six1协同作用来调节肌生成。这种协同调节与Drosophila中dachshund与eyes absent以及eyes absent与sine oculis协同调节Drosophila眼形成的协同调节相平行。这种协同调节是由Dach2和Eya2蛋白以及Eya2和Six1蛋白之间的直接物理相互作用来解释的，这与观察到的Drosophila蛋白之间的相互作用类似。这项研究揭示了在体节中肌原性特化过程中调节的新层次。此外，我们还表明，Pax、Dach、Eya和Six基因网络在物种间得到了保守。然而，这个基因网络已经被用于新的发育背景，即肌生成而不是眼发育，并且已经扩展到包括不直接同源的基因家族成员，例如Pax3而不是Pax6[6]。

小鼠Dach2突变体未表现出眼发育或脑功能的大缺陷。Drosophila dachshund是眼、脑和肢体形成的关键调节因子。脊椎动物同源物Dach1和Dach2在发育中的视网膜、大脑和肢体中表达，表明dachshund/Dach基因家族的功能保守。Dach1突变体在出生后死亡，但表现出大体正常的发育。Dach2突变小鼠的生成和表型分析表明，尽管Dach2外显子1的缺失导致RNA表达被消除，但Dach2突变小鼠是存活和繁殖的。组织化学分析显示，Dach2突变体眼发育大体正常。此外，一系列神经学测试未能发现Dach2突变体与对照组之间在行为上存在显著差异。这些发现与人类群体中DACH2突变报道的观察结果相一致。为了测试功能保守的假设，我们生成了Dach2; Dach1双突变小鼠。Dach双突变小鼠在出生后死亡，类似于Dach1纯合子。然而，与Drosophila dachshund突变体缺乏眼睛和肢体截断不同，Dach双突变体的眼睛和肢体存在，这表明Dach和dachshund基因在胚胎眼和肢体形成中的功能存在差异[7]。

DACH2蛋白被鉴定为上皮性卵巢癌（EOC）中不良预后的新型生物标志物。DACH2蛋白在EOC中的表达和预后意义在卵巢癌细胞系和人EOC样本中进一步评估。DACH2蛋白的免疫组化表达在包含143例EOC病例的组织微阵列中进行了检测，包括一组良性外观的输卵管（n = 32）。计算了一个核评分（NS），即染色分数和强度的乘积。对于生存分析，使用分类和回归树分析将病例分为低（NS <= 3）和高（NS > 3）组。Kaplan-Meier分析和Cox比例风险模型用于评估DACH2表达对生存的影响。DACH2表达在顺铂敏感的卵巢癌细胞系A2780及其顺铂耐药衍生物A2780-Cp70中进行了分析。DACH2抗体特异性通过siRNA介导的DACH2在A2780-Cp70细胞中的沉默进行测试。DACH2表达在顺铂耐药的A2780-Cp70细胞中显著高于顺铂敏感的A2780细胞。尽管在所有采样的输卵管中都存在，但DACH2在EOC中的表达从阴性到强性不等。在EOC中，DACH2的表达与DNA完整性和修复以及增殖相关的几种蛋白相关。与浆液性癌相比，DACH2在浆液性癌中的表达显著更高。在全部队列中，高DACH2表达与单变量分析中的不良预后显著相关，在浆液性癌中，DACH2仍然是独立的预后不良因素。这项研究首次证明了DACH2蛋白在人类输卵管和EOC中表达，在浆液性癌中，DACH2被发现是独立的预后不良生物标志物。未来的研究应该扩展到DACH2在卵巢癌发生和化疗耐药中的作用[8]。

Dach2和POF1B是POF的候选基因。通过X染色体断点的精细作图，我们鉴定了一个新的被中断的基因，POF1B。我们对POF1B和另一个之前发现的基因DACH2进行了突变分析，DACH2位于Xq21中，距离POF1B约700 kb。在两个基因中都发现了患者中的罕见突变。我们的发现没有证明POF1B的参与，但表明DACH2基因的罕见突变可能在POF表型中发挥作用[9]。

Pax3和Dach2在发育中的体节中表现出正调节。在脊椎动物中，身体的骨骼肌肉起源于体节细胞的细胞。最近，体节培养实验发现了一组基因，包括Pax3、Six1、Eya2和Dach2，它们在体节发育过程中的早期肌生成中发挥着重要作用。在体节培养中，Pax3、Six1、Eya2和Dach2不仅能够激活肌生成，而且它们还形成一个复杂的网络来调节彼此的转录。我们试图检验这种假设的Pax3/Six1/Eya2/Dach2调节网络是否在体内发挥作用。特别是，我们测试了Pax3和Dach2是否在体内参与正反馈调节回路，就像它们在培养中那样。为了在体内测试Pax3/Dach2相互作用，我们利用了这两种因子对表皮信号的已知依赖性。从表皮分离的体节失去了Pax3和Dach2的表达。因此，我们试图通过互补因子的逆转录病毒错表达来挽救从表皮分离的体节中Pax3或Dach2的表达。确实，Pax3或Dach2的错表达导致了Dach2或Pax3的挽救。这些挽救实验表明，Pax3和Dach2在体内相互正调节，支持Pax3/Six1/Eya2/Dach2网络在调节肌生成中的有效性[10]。

综上所述，Dach2是一种重要的转录因子，在多种生物学过程中发挥着重要作用，包括肌肉发育、神经系统和生殖系统的形成，以及肿瘤的发生和发展。Dach2的研究有助于深入理解其在发育和疾病中的作用机制，为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。