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SOX9
位於17號人類染色體的基因 来自维基百科,自由的百科全书
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转录因子SOX9是一种蛋白质,在人类中由SOX9基因编码,是塞特利氏细胞等细胞的标志物。[5][6]
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功能
SOX9识别序列CCTTGAG,与其他HMG-box类DNA结合蛋白一起发挥作用。它由增殖但非肥大软骨细胞表达,对于前体细胞分化为软骨细胞至关重要[7],并且与类固醇生成因子1一起调节抗苗勒氏激素(AMH)基因的转录。[6]
SOX9也在雄性性发育中扮演着关键角色;通过与Sf1协同作用,SOX9可以在赛特利氏细胞中产生AMH,以抑制女性生殖系统的形成。[8] 它还与其他几个基因互作,以促进雄性生殖器官的发育。该过程始于转录因子睾丸决定因子(由Y染色体的性别决定区SRY编码)通过结合在该基因上游的一段增强子序列,激活SOX9活性。[9] 接着,SOX9激活FGF9并与FGF9形成前馈回路[10]和PGD2。[9]
这些回路对于产生SOX9十分重要;如果没有这些回路,SOX9将会耗尽,且几乎可以确定会出现女性的发育。SOX9激活FGF9启动男性发育中的重要过程,例如创建睾丸索以及塞特利氏细胞的增殖。[10] SOX9与Dax1的结合实际上会产生塞尔托利细胞,这是雄性发育中另一个重要的过程。[11] 在大脑发育中,其小鼠直系同源基因SOX9诱导Wwp1、Wwp2和miR-140的表达,以调节新生神经细胞进入皮质板,并调节皮质神经元的轴突分支和轴突形成。[12]
Sox9,也被称为SRY-Box转录因子9,是性别决定中一个重要的基因。SOX家族基因全都是Y染色体性别决定因子SRY的转录因子。SRY基因编码SOX转录因子,同时它上调Sox9。Sox9之后启动Fgf9,即成纤维细胞生长因子9,这也是雄性腺体形成过程中的另一个关键转录因子。Fgf9通过正向前馈级联上调Sox9,这导致塞特利氏细胞分化,最终形成睾丸。[13]
SOX9是Notch信号转导途径以及Hedgehog途径的标靶,[14]并在调节神经干细胞命运中扮演角色。体内和体外研究显示SOX9对神经元生成具有负调控作用,对胶质细胞生成和干细胞存活具有正调控作用。[15]
在成年关节软骨细胞中,通过siRNA介导的SOX9或RTL3敲低会导致另一个基因的下调,以及II型胶原蛋白(COL2A1)mRNA和蛋白表达的降低。[16]
在缺乏SRY的情况下,于XY性腺中过度表现SOX9可以进一步促进雄性性别决定和睾丸发育。[17] 亦可发现,在XX性腺别构表现SOX9,即使在缺乏SRY的情况下亦会导致睾丸的发育。[18] 这两者皆证明,SOX9在缺乏SRY的情况下,无论在XX或XY性腺中,仍将持续于睾丸发育、睾丸分化和性别决定上发挥关键作用。亦有详细说明SOX9可替代SRY的功能。[19][20]
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临床意义
突变会导致骨骼畸形综合征弯骨发育不全,通常伴有常染色体性别反转[6]和裂颚。[21]
SOX9位于人类17q24的基因沙漠中。SOX9两侧距转录单位超过1Mb的高度保守非编码元件的缺失、被易位断点干扰以及单点突变,都与皮埃尔·罗宾序列相关,且常伴有颚裂。[21][22]
SOX9蛋白已被认为与多种实质固态瘤(solid tumors)的发生和进展有关。[23] 其作为形态发生的主调节因子在人体发育过程中的角色,使其成为恶性组织中扰动的理想候选者。具体而言,SOX9似乎在前列腺、[24]结直肠、[25]乳腺[26]和其他癌症中诱导侵袭性和治疗抵抗性,从而促进致命的转移。[27]SOX9的许多这些致癌效应似乎是剂量依赖的。[28][24][23]
SOX9 的定位和动态
SOX9 主要定位于细胞核中,且具有高度的流动性。对软骨细胞系的研究显示,近50%的 SOX9 与 DNA 结合,并且直接受到外部因素的调控。其在 DNA 上的驻留半衰期约为14秒。[29]
在性别分化中的角色
SOX9帮助引导SRY在性别分化中的激活。SOX9或任何相关基因的突变可能导致性别逆转。如果SOX9激活的FGF9不存在,具有X和Y染色体的胎儿将成为女性。[9] 如果DAX1不存在,情况也是如此。[11] 相关现象可能由于SRY在XX男性综合征中的不寻常活动引起,通常是当它转位到X染色体上并且其活动仅在某些细胞中被激活时。[30] SOX9的突变或缺失可能导致XY胎儿成为女性,因为SOX9是一个关键的效应基因,通过SRY基因作用来分化支持细胞并推动男性睾丸的形成。[13]
相互作用
已显示SOX9与类固醇生成因子1[8]、MED12[31]、MAF[32]、SWI/SNF、MLL3和MLL4发生相互作用。[33]
基因敲除模型
SOX9的功能丧失突变可能导致弯曲肢体发育不全症(CD),这是由于影响蛋白质功能的突变和破坏基因表达的易位。已经有SOX9基因敲除小鼠显示出中风恢复的改善,特别是在抑制如NOGO和硫酸软骨素蛋白聚糖(CSPGs)等轴突萌芽抑制剂时。SOX9的去除导致CSPG水平降低,这增加了组织保护并改善了中风后的神经恢复。这些SOX9基因敲除小鼠促进修复性轴突萌芽、神经保护和中风后的恢复。[34]
参见
进一步阅读
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- Lefebvre V, de Crombrugghe B. Toward understanding SOX9 function in chondrocyte differentiation. Matrix Biology. March 1998, 16 (9): 529–540. PMID 9569122. doi:10.1016/S0945-053X(98)90065-8.
- Harley VR. The Molecular Action of Testis-Determining Factors SRY and SOX9. The Genetics and Biology of Sex Determination. Novartis Foundation Symposia 244. 2002: 57–66; discussion 66–7, 79–85, 253–7. ISBN 9780470843468. PMID 11990798. doi:10.1002/0470868732.ch6.
- Kwok C, Weller PA, Guioli S, Foster JW, Mansour S, Zuffardi O, Punnett HH, Dominguez-Steglich MA, Brook JD, Young ID. Mutations in SOX9, the gene responsible for Campomelic dysplasia and autosomal sex reversal. American Journal of Human Genetics. November 1995, 57 (5): 1028–1036. PMC 1801368
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- Wagner T, Wirth J, Meyer J, Zabel B, Held M, Zimmer J, Pasantes J, Bricarelli FD, Keutel J, Hustert E, Wolf U, Tommerup N, Schempp W, Scherer G. Autosomal sex reversal and campomelic dysplasia are caused by mutations in and around the SRY-related gene SOX9. Cell. December 1994, 79 (6): 1111–1120. PMID 8001137. S2CID 24982682. doi:10.1016/0092-8674(94)90041-8.
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参考文献
外部链接
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