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《牙齒發(fā)育的基因調(diào)控及其與hlh家族的關系》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、牙齒發(fā)育的基因調(diào)控及其與HLH家族的關系-->【摘要】醫(yī)學技術論文當前對牙齒發(fā)育機制的探討日漸深入,尤其是對牙齒發(fā)育中轉(zhuǎn)錄因子的研究進展極為活躍,已經(jīng)明確同源異形盒基因(Homeobox)家族中的多個成員,是啟動和促進牙齒發(fā)育過程不可缺少的信號分子。HLH(helix-loop-helix)家族,作為與Homeobox并列的另一大類轉(zhuǎn)錄因子,因其在神經(jīng)、肌肉發(fā)生,心臟發(fā)育等過程中所起的關鍵作用而備受關注,關于它們在牙齒發(fā)育中的作用,國外已見報道。本文試圖對HLH家族做一簡要介紹并就其與牙齒發(fā)育的關系進行綜述。【關鍵詞】HLH;轉(zhuǎn)錄因子;牙齒發(fā)育1 HLH家族轉(zhuǎn)錄因子H
2、LH(helix-loop-helix)家族轉(zhuǎn)錄因子是一類具有HLH結構的蛋白,此結構包括兩個高度保守的α螺旋和一段長度可變的袢環(huán)區(qū)段,共有240多個成員。該家族的轉(zhuǎn)錄因子可通過HLH結構域相互作用形成二聚體,識別細胞類型特異性基因啟動子或增強子中的E-box位點(Ephrussi等1985年分離出來的鼠免疫球蛋白基因所包含的組織特異性增強子,其核心序列為5′CANNTG3′),調(diào)節(jié)這些基因的轉(zhuǎn)錄而在一系列發(fā)育過程中發(fā)揮關鍵作用[1]。目前HLH家族轉(zhuǎn)錄因子有多種分類方式,根據(jù)其結構特征,分為4類[2]。1.1 bHLH(basichelix-loop-helix)這
3、類蛋白的顯著特征是其HLH結構區(qū)氨基端有一堿性區(qū),該堿性區(qū)是轉(zhuǎn)錄因子與DNA直接作用的界面,可識別并結合特定的DNA序列。屬于此類的HLH蛋白有普遍表達的E蛋白和組織特異性表達的MyoD、Neurogenin等。此類bHLH蛋白可相互作用,形成同源或異源二聚體發(fā)揮作用。1.2 bHLH-zip(basichelix-loop-helix-leucinezipper)這類蛋白結構上的特點是除HLH結構區(qū)氨基端有堿性區(qū)外,其羧基端存在亮氨酸拉鏈結構。結構分析表明,此類蛋白仍依賴堿性區(qū)與DNA結合,而亮氨酸拉鏈結構的存在有利于HLH結構區(qū)相互作用形成二聚體。此類蛋白主要包括
4、Myc,Mi,Mad等轉(zhuǎn)錄因子,多形成同源二聚體或與同類的bHLH-zip蛋白形成異源二聚體,但很少與bHLH蛋白形成異源二聚體。1.3 dnHLH(dominantnegativehelix-loop-helixprotein)此類蛋白的突出結構特征為其HLH結構區(qū)外無堿性區(qū)。HLH結構區(qū)的完整使其能與其它HLH蛋白形成二聚體,但由于缺乏堿性區(qū),這種二聚體無法有效的結合到DNA上,故不能發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)功能。dnHLH蛋白主要與bHLH蛋白形成異源二聚體以抑制其轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)活性,但不能與bHLH-zip蛋白形成二聚體。該類蛋白以Id家族為代表,目前對它的研究非?；钴S[
5、3]。1.4 bHLH-PAS(basichelix-loop-helix-peri-odicacid-Schiffreaction)這類蛋白結構上的特征是除含有HLH結構區(qū)及堿性區(qū)外,還具有PAS結構。此類蛋白主要有AHR,Arnt,Sim等,可通過HLH結構區(qū)形成異源二聚體以激活基因轉(zhuǎn)錄。2 牙齒發(fā)育的基因調(diào)控牙齒的發(fā)生是外胚層和外胚間充質(zhì)相互作用的結果,同顱神經(jīng)嵴細胞的遷移和定向分化密切相關[4]。牙齒的發(fā)生是一個連續(xù)的過程,包括牙齒發(fā)育啟動、牙胚發(fā)生、形態(tài)發(fā)生、牙冠形成、牙根發(fā)育及萌出,這其中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)障礙都會導致整個牙齒發(fā)育的失敗。在牙胚發(fā)育調(diào)控的分
6、子機制中,一些生物分子在時間、空間、活性強度等方面有序的表達和相互作用決定了牙齒發(fā)育的進程[5]。這包括細胞之間的直接作用,細胞外基質(zhì)分子,生長因子、激素、成形素等細胞外信號分子以及細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子等。目前對牙齒發(fā)育過程中編碼細胞外信號分子和細胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子基因的研究進展極為活躍,已經(jīng)明確BMP,FGF,Shh和SX、DLX等轉(zhuǎn)錄因子,被認為是啟動和促進牙齒發(fā)育過程不可缺少的信號分子[9,10]。牙齒發(fā)育早期Lef-1,Msx-1,Pax-9,dlx等基因突變將會使鼠牙胚發(fā)育停止于蕾狀期,并且在人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)Msx-1基因突變能引起常染色體顯性少牙癥[5]。進一步研究發(fā)
7、現(xiàn),牙源性上皮中BMP4誘導間充質(zhì)中的BMP4表達需要Msx-1存在,但在Msx-1突變鼠牙胚中加入BMP4,仍可以部分挽救牙齒發(fā)育,使其從蕾狀期順利過渡到帽狀期[11]。此外,研究發(fā)現(xiàn),牙齒形態(tài)發(fā)生同特定的homeobox基因有關。Barx-1僅表達于磨牙區(qū),其在切牙間充質(zhì)中異位表達可使切牙胚發(fā)育成磨牙[12],而Dlx1,2同時缺失僅導致上頜磨牙缺失[13]。另外,有研究證實哺乳動物牙胚中轉(zhuǎn)錄因子ZincFinger家族中的Gli2,3,同Homeobox家族中Msx1一樣,也是shh信號通道的一部分,對于牙齒正常發(fā)育至關重要[14]。3 HLH
