Ttf1-KO 基因敲除小鼠

甲状腺转录因子1（TTF1），也称为Nkx2.1（与NK-2类同源框基因相关）和T/ebp（甲状腺特异性增强子结合蛋白），是一种同源框基因，对基底前脑形态发生是必需的。在出生后，TTF1仍然在大脑的下丘脑中表达，这表明它在神经内分泌功能中发挥作用。基因表达分析显示，在非人类灵长类动物的下丘脑中，TTF1的表达在青春期增加。在分化神经元中敲除Ttf1基因的小鼠，其生长正常，基底神经节/下丘脑形态也正常，但表现出青春期延迟、繁殖能力降低和繁殖期短。这些缺陷与下丘脑中参与性发育的基因表达减少以及与抑制青春期相关的基因的失调有关。没有观察到与基底神经节功能障碍相关的锥体外系损害。因此，尽管TTF1似乎只在腹侧端脑中发挥形态发生功能，但在下丘脑中一旦满足这一功能，TTF1仍然作为控制女性性发育的转录机制的一部分而活跃[1]。

在先天性甲状腺功能减退症（CH）患者中，对13个致病基因的靶向下一代测序发现，在65.09%的患者（69/106）中，在以下9个基因上发现了132个突变：DUOX2、TG、TPO、TSHR、TTF1、TTF2、NKX2-5、PAX8和GNAS。69.70%（92/132）的突变与甲状腺激素生成基因相关，包括DUOX2（n = 49）、TG（n = 35）和TPO（n = 8）。21.21%（28/132）的突变与甲状腺发育不良基因相关，包括TSHR（n = 19）、TTF1（n = 5）、TTF2（n = 1）、PAX8（n = 2）和NKX2-5（n = 1）。9.09%（12/132）的突变与GNAS相关，与促甲状腺激素抵抗有关。未检测到THRA、TSHB、IYD或SLC5A5的突变。在检测到突变的69名患者中，59.42%（41）的患者检测到两个或多个突变，30名（43.48%）患者的突变与两个或三个基因相关。根据突变基因的病理机制，57.97%的CH患者被归类为甲状腺激素生成不良。总的来说，DUOX2、TG和TSHR突变是中国CH患者中最常见的遗传缺陷，甲状腺激素生成不良可能是中国CH患者中第一种遗传病因。此外，多种突变占遗传病理发生的一部分[2]。

在非小细胞肺癌（NSCLC）中，获得的染色体畸变在肿瘤发展和进展中起着重要作用。这些遗传改变在NSCLCs中占有很大比例，包括14q13.3的扩增，其中包含TTF1基因。研究发现TTF1扩增与NSCLCs中TTF1蛋白表达增加相关。高水平TTF1表达与较小的肿瘤大小、女性性别和较长的总生存期显著相关，仅限于腺癌（AC）。多变量分析显示，高水平TTF1表达是AC患者良好预后的独立预测因素[3]。

在甲状腺癌中，TTF1和TTF2是甲状腺特异性转录因子，调节甲状腺特异性基因的表达。研究发现，TTF1和TTF2的基因变异与中国人PTC风险的增加显著相关。此外，对TTF1和TTF2与PTC风险相关性的荟萃分析表明，rs944289和rs965513的变异可能是亚洲人和高加索人中PTC的遗传易感因素[4]。

在人类增殖性甲状腺疾病中，TTF1 mRNA表达在甲状腺癌和腺瘤患者中显著低于正常组织。然而，在患有结节性甲状腺肿的患者中，观察到变化，但这些变化似乎并不直接与病理状况相关[5]。

在一种罕见的NSCLC中，TP53、NOTCH2和STK11突变与同一肿瘤细胞中TTF1和p40的弥漫性共表达相关。这种肿瘤表现为实性生长模式，伴有斑点状坏死，腺样和鳞状模式不明显。肿瘤细胞在支气管上皮内增殖。观察到肿瘤细胞通过空气空间扩散。在相同的肿瘤细胞中检测到弥漫性和强烈的TTF1（8G7G3/1）和p40阳性。此外，肿瘤细胞对KRT7和KRT20呈阳性，而对PD-L1（22C3）呈阴性。P53（null）免疫组织化学（IHC）染色提示突变状态，Ki67指数为80%。使用全外显子测序进行分子检测，发现TP53、NOTCH2和STK11突变。患者随访22个月，无肿瘤复发或转移[6]。

TTF1在下丘脑中表达，并在青春期发育中发挥重要作用。研究发现，TTF1可能调节Kiss1基因的表达，该基因可能在下丘脑弓状（ARC）和前腹侧室旁（AVPV）核中驱动青春期开始。在细胞系和21天大的雌性大鼠的ARC或AVPV核中，通过慢病毒感染改变TTF1的表达。通过qRT-PCR和蛋白质印迹分析检测TTF1和与青春期开始相关的其他基因。体外数据表明，TTF1敲低（KD）显著降低了Kiss1和GnRH的表达。TTF1过表达（OE）促进了Kiss1的表达。在体内，下丘脑ARC或AVPV特异性TTF1 KD的大鼠中，Kiss1和GnRH的表达显著降低。TTF1 KD大鼠的阴道开口延迟。H&E染色显示，在ARC或AVPV特异性TTF1 KD的大鼠中，早期青春期和成年阶段的黄体明显减少。TTF1结合到Kiss1基因启动子上并增强其表达。对于21天大的雌性大鼠，下丘脑ARC或AVPV核中TTF1的降低导致阴道开口延迟和卵巢异常。这些观察结果表明，TTF1通过促进Kiss1的表达来调节青春期开始，并在性腺发育中发挥重要作用[7]。

甲状腺转录因子-1（TTF-1）是同源框转录因子家族的新成员，在调节甲状腺、肺和脑中表达的基因中发挥作用，包括甲状腺球蛋白、甲状腺过氧化物酶、 clara细胞分泌蛋白和肺泡表面活性剂蛋白。基因靶向实验表明，TTF-1的表达对于甲状腺、肺和腹侧前脑的形态发生是必需的，因为TTF-1敲除小鼠缺乏这些器官。在这些研究的基础上，TTF-1突变可能导致这些器官系统中的器官发生或细胞功能的某些异常。最近的一个例子是，由于TTF-1表达降低导致甲状腺球蛋白缺乏的患者[8]。

TTF1和EAP1是调节促性腺激素释放激素表达的转录因子。研究者研究了TTF1和EAP1基因对中枢青春期疾病的影响。研究了133名中枢青春期疾病患者：86名中枢性早熟和47名孤立性低促性腺激素性性腺功能减退症。对TTF1和EAP1的编码区进行了测序。使用GeneScan软件分析了EAP1中多谷氨酰胺和多丙氨酸重复的变异。通过GeneMANIA和Cytoscape软件，使用元网络框架研究了TTF1和EAP1与青春期相关基因的关联。TTF1的直接测序没有发现任何突变或单倍型。在EAP1中发现了四个EAP1同义变异，这些变异在组之间的频率相似。最常见的EAP1 5'-远端多丙氨酸基因型是纯合子12/12，但在2名中枢性早熟姐妹中发现了12/9基因型，没有发现EAP1转录活性的功能改变。TTF1和EAP1通过遗传网络与控制月经初潮的基因相关。TTF1或EAP1的种系突变与中枢性青春期疾病无关。TTF1和EAP1可能通过改变对青春期相关基因网络中其他成员的表达反应，或通过不同地影响这些网络中基因成分的表达来影响青春期[9]。

促甲状腺激素受体（TSHR）通过多种信号调节甲状腺的生长和功能，这些信号需要多种激素通过受体交叉对话来调节TSHR：胰岛素、IGF-I、肾上腺素受体和嘌呤受体。交叉对话似乎调节由TSH诱导的G蛋白相互作用或活性，以及TSHR基因表达。TSHR结构和其信号转导机制已在几个实验室中迅速阐明，因为最近克隆了受体。此外，已定义了针对受体的自身抗体的表位，这些自身抗体可以改变正常调节的甲状腺激素的合成和分泌，导致甲状腺功能亢进或减退。对TSHR最小启动子的调节研究揭示了TSH调节甲状腺细胞生长和功能的新成分，即TSH AMP对TSHR的正向和负向调节。负转录调节是甲状腺中MHC I类基因的常见特征。负调节的逆转或负调节不足被认为会导致自身免疫性疾病。甲巯咪唑和碘化物在自调节水平上可能有助于逆转这一过程，使甲状腺功能恢复正常。它们的作用似乎涉及与TSHR和TG启动子上的IREs相互作用的因素。过多的负调节，如在ras转化的情况下，会导致无功能的异常生长。TTF-1被确定为TSHR正负调节的关键自调节成分，似乎是TSH、TSHR、TSHR介导的信号、TG和TPO生物合成以及甲状腺激素形成的联系。cAMP和胰岛素对TSHR和TG的差异性调节表达取决于TTF-1位点的特异性，即Pax-8与TSHR的相互作用，以及IRE位点。单链结合蛋白将变得重要，以确定TSHR转录是如何在机制上控制的[10]。

综上所述，TTF1是一种重要的转录因子，在基底前脑形态发生、下丘脑神经内分泌功能、女性性发育和甲状腺、肺和脑的形态发生中发挥着关键作用。TTF1的突变与先天性甲状腺功能减退症、甲状腺癌和非小细胞肺癌等疾病的发生发展密切相关。TTF1的研究有助于深入理解其生物学功能和疾病发生机制，为相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。