Otx2，也称为orthodenticle homeobox 2，是一种转录因子，对正常的大脑、小脑、松果体和眼睛的发育至关重要。在视网膜中，Otx2在从早期胚胎发生到成年的整个过程中都发挥着重要作用。当视泡形成后，Otx2对于视网膜色素上皮的分化是必需的。Otx2也是感光细胞发生和分化的关键调节因子，并在出生后对于双极细胞的终末成熟是必需的。在分化的视网膜中，Otx2的表达得以维持，该基因对于外视网膜的维持至关重要。在视觉皮层中，该基因通过旁分泌机制调节神经元可塑性。人类中的OTX2杂合突变与严重的眼部畸形、大脑异常和垂体功能障碍相关。最近的研究还确定了OTX2基因是髓母细胞瘤的致癌基因，髓母细胞瘤是一种起源于小脑的恶性脑肿瘤[1]。

在髓母细胞瘤中，OTX2基因的过表达增强了细胞生长、运动性和极化。将OTX2过表达的细胞在老鼠中正位植入导致存活率降低，并伴随着脊髓和脑转移的发生。机制上，OTX2作为机制性雷帕霉素靶点（mTOR）基因启动子的转录激活因子，以及mTORC2信号通路，与细胞运动和迁移的下游基因上调相关。敲低mTOR mRNA可以减轻OTX2介导的细胞运动性和极化增强。对人类髓母细胞瘤肿瘤样本（N = 952）的分析显示，OTX2和mTOR mRNA表达之间存在正相关，强调了OTX2在mTORC2通路中的临床意义。我们的结果表明，OTX2控制mTORC2信号通路，引发第3组髓母细胞瘤中的软脑膜疾病，并为通过mTORC2抑制提供潜在的治疗途径[2]。

在一项关于视网膜色素变性（RP）的研究中，发现了一个女性RPGR突变携带者，她具有一个独立的疾病致因性OTX2基因突变和一个相关的全身性表型。这项研究假设，OTX2突变与家族性视网膜色素变性GTP酶调节基因变异相结合，导致比该谱系中其他杂合女性更严重的眼部表型，这是由于OTX2介导的感光细胞保护丧失[3]。

在成年小鼠视网膜中，Otx2基因的缺失导致快速RPE退行性和慢性感光细胞变性。在成年视网膜中，Otx2在三种细胞类型中表达：属于神经视网膜的双极和感光细胞，以及形成与感光细胞紧密相互依赖的功能单元的邻近结构视网膜色素上皮（RPE）。条件性自敲除被用来解决成年小鼠中Otx2基因的晚期功能。这种策略基于在Otx2位点上的敲入CreERT2等位基因和打靶等位基因的组合。时间控制的他莫昔芬注射仅在Otx2表达的细胞中激活重组酶，导致在其整个表达区域中选择性去除该基因。在成年视网膜中，Otx2蛋白的丧失导致感光细胞的缓慢变性。相比之下，RPE活性的剧烈变化迅速发生，这可能代表感光细胞疾病的一个主要原因。我们的新型小鼠模型揭示了成年视网膜中Otx2的新功能。我们表明，这种转录因子对于感光细胞的长期维持是必需的，可能通过控制RPE的特定活动[4]。

在胚胎期鸡的视网膜色素上皮（RPE）中，我们发现了一个阶段特异性的OTX2调节网络和成熟相关基因程序，它们是RPE神经能力的固有障碍。胚胎羊膜类动物具有通过FGF依赖性方式重新编程RPE细胞以再生神经视网膜的暂时能力。鸡RPE在胚胎第4天（E4）可以再生神经视网膜，但RPE神经能力在胚胎第5天（E5）丢失。为了确定导致再生能力丧失的机制，我们使用E4和E5鸡RPE，以及两个阶段后的视网膜切除术和FGF2治疗，进行了RNA和ATAC测序。我们发现，与神经视网膜命运相关的基因在非再生的E5 RPE中仍然是FGF2诱导的。与命运限制一致，RPE细胞稳定地退出细胞周期，并抑制通常在再生过程中表达的细胞周期进展基因的表达，包括E2F1。E5 RPE在视网膜切除术或FGF2治疗的情况下，独立地激活与成熟功能相关的基因通路，包括视网膜代谢、色素合成和离子转运。此外，E5 RPE无法有效地抑制OTX2对FGF2的反应。预测的OTX2结合基序在E5 RPE中经历了广泛的开放性增加，其中许多与已知促进RPE分化和成熟的基因的假定的调节元件相一致。总的来说，这些结果揭示了广泛的基因调控变化，导致RPE神经能力的丧失，并将OTX2列为巩固RPE命运的关键决定因素。这些结果为了解早期发育过程中RPE谱系限制的基础提供了宝贵的见解，并将对理解不同脊椎动物中观察到的RPE衍生视网膜再生的不同能力具有重要意义[5]。

使用条件性基因敲除小鼠，我们发现转录因子Otx2对于视网膜感光细胞命运的决定和松果体发育是必需的。Otx2缺陷将分化的感光细胞转化为无长突样神经元，并导致松果体中松果细胞的完全缺失。我们还发现，Otx2反式激活视紫红质-视黄醛结合蛋白基因Crx，该基因对于感光细胞的终末分化和维持是必需的。此外，Otx2的逆转录病毒基因转移引导视网膜祖细胞成为感光细胞。因此，Otx2是视网膜感光细胞命运决定的关键调节基因。我们的结果揭示了感光细胞命运决定和松果细胞发育所需的关键分子步骤[6]。

Otx2基因剂量对小鼠的生育能力很重要。下丘脑、垂体和性腺共同指导哺乳动物生殖功能的发展和调节。促性腺激素释放激素（GnRH）的表达仅限于约800个起源于嗅觉原基并迁移到下丘脑的神经元。下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴的协调依赖于GnRH神经元在发育过程中正确地迁移到下丘脑，随后是GnRH的合成和脉冲分泌。这些过程中的任何缺陷都会导致不育。Otx2，果蝇orthodenticle的同源物，是一种转录因子，已被证明对正常的脑和眼发育至关重要，并且在发育中的GnRH神经元和垂体中表达，表明该基因可能在HPG轴的发育中发挥关键作用。由于Otx2-null小鼠是胚胎致死的，我们分析了杂合Otx2小鼠的生殖能力，以确定Otx2基因剂量对正常HPG轴功能的贡献。我们的数据表明，Otx2的正确剂量对于正常的生育能力至关重要，因为失去一个Otx2等位基因会导致雄性小鼠出现可辨别的生殖表型，这是由于发育过程中GnRH神经元的迁移中断[7]。

OTX2是一种转录因子，已知是髓母细胞瘤（MB）的驱动因素，在部分肿瘤中扩增，并在大多数第3组和第4组MB中过表达。在这里，我们展示了OTX2在第3组MB选择性剪接中的非常规作用。OTX2通过蛋白质-蛋白质相互作用与选择性剪接调节因子复合体的大组装相关联，并调节干细胞选择性剪接程序。OTX2可以直接或间接结合RNA，这可能部分独立于其DNA调节功能。OTX2控制一个促肿瘤形成的剪接程序，该程序在人类小脑菱唇起源中得到体现。在OTX2调节的差异性剪接基因中，PPHLN1在最原始的菱唇干细胞中表达，靶向PPHLN1剪接可以减少肿瘤生长并增强体内存活。这些发现将OTX2介导的选择性剪接确定为驱动第3组MB进展的细胞命运决定的主要决定因素[8]。

为了研究OTX1和OTX2基因表达在60个髓母细胞瘤标本样本中的发生率，并建立基因表达与临床和组织病理学方面的相关性，我们对在圣保罗大学医学院的Clinicas医院和Barretos癌症医院诊断为髓母细胞瘤的60名患者进行了回顾性分析。我们创建了一个包含60名患者的数据库，其中包含使用实时聚合酶链反应获得的OTX1和OTX2基因表达信息以及临床和流行病学数据。进行了统计检验，以验证临床病理学数据和随访方面与基因表达之间的潜在相关性。OTX1基因在研究人群中表达率为52%。表达随年龄（成年人群中更高）、位置（主要在半球）和组织学类型（促结缔组织增生型）而变化。OTX2基因在研究人群中表达率为62%。表达随年龄（年轻人群中更高）、位置（主要在蚓部）和组织学类型（经典型和间变性）而变化。观察到OTX2基因表达与软脑膜转移发生之间的统计学相关性。OTX1和OTX2的相对表达取决于患者年龄、肿瘤位置和组织学变异。此外，OTX2表达可能是髓母细胞瘤软脑膜转移的预测因素。OTX通路应被视为髓母细胞瘤发展的一个重要途径[9]。

酒精使用障碍与多巴胺能系统中的病理生理变化相关。Orthodenticle homeobox 2（OTX2）是一种转录因子，对多巴胺能神经元在腹侧被盖区（VTA）的发育至关重要，VTA是大脑中与药物强化相关的关键区域。先前的研究表明，胚胎发育期间的乙醇暴露会降低中枢神经系统中的Otx2 mRNA水平。我们假设，OTX2的水平会受到成年动物类似暴饮的乙醇摄入的影响。为了检验这一点，我们通过定量实时PCR和蛋白质印迹分别测量了小鼠VTA中Otx2 mRNA和蛋白水平，这些小鼠在4天内饮用了乙醇，这是一种引发暴饮水平的乙醇摄入程序（在黑暗中饮酒）。我们还测量了已知和潜在的OTX2转录靶基因（Sema3c、Wnt1和Mdk）在乙醇摄入后VTA中的表达。在第四次饮酒后24小时内，VTA中的Otx2 mRNA和蛋白水平升高，同时Mdk转录表达增加。有趣的是，Wnt1转录在第四次饮酒后立即在VTA中升高，但24小时后恢复到对照水平。接下来，我们研究了病毒介导的VTA中OTX2的减少是否会改变乙醇或蔗糖摄入。将表达shRNA靶向OTX2或对照shRNA的慢病毒载体注入VTA，并在黑暗中饮酒方案中测试小鼠的乙醇和蔗糖摄入。在VTA中降低OTX2水平并没有改变乙醇或蔗糖摄入。尽管VTA中的OTX2可能不会在成年小鼠的类似暴饮饮酒中发挥作用，但OTX2可能有助于该区域乙醇引起的转录变化[10]。

综上所述，Otx2是一个关键的转录因子，在视网膜、大脑和垂体等器官的发育和功能中起着至关重要的作用。Otx2在视网膜色素上皮、感光细胞和双极细胞的分化中发挥着重要作用，对于维持视网膜的正常结构和功能至关重要。此外，Otx2还与生殖功能的调节相关，其基因剂量的变化会影响小鼠的生育能力。在髓母细胞瘤中，Otx2的异常表达和功能失调与肿瘤的发生、发展和转移密切相关。OTX2通过调节mTORC2信号通路、选择性剪接程序和转录靶基因的表达，影响细胞生长、运动性和极化，从而促进肿瘤的生长和转移。这些研究结果表明，Otx2是一个重要的分子标志物和治疗靶点，对于开发针对视网膜疾病、神经发育障碍和髓母细胞瘤的治疗策略具有重要意义。