肝脏发育过程中转录因子的调控

肝脏的发育经历了一系列内胚层和中胚层之间复杂的相互作用,其中转录因子扮演着重要角色。肝脏发育主要可分为两个阶段,首先是前肠内胚层感受心脏中胚层的信号而建立响应态(competence),肝向特化基因逐渐表达并形成新生肝芽。此阶段受到转录调控网络的控制,其中FoxA家族,锌指结构转录因子GATA4/6,同源结构域因子Hhex、Onecut1、Onecut2和Prox1发挥了重要的作用。其次是肝脏内细胞群体如肝细胞和胆管细胞的分化成熟阶段。这个过程的完成主要受肝富集转录因子HNF1α、HNF4、HNF6和C/EBPα的调控。本文概述了肝脏发育中复杂的转录调控网络及其发挥的作用。     

《细胞研究》:研究发现GATA蛋白诱导细胞重编程的新机制

<正>GATA蛋白家族成员在谱系分化和转分化过程中发挥着重要作用。之前研究通过大规模筛选发现,细胞重编程中至关重要的干性因子OCT4能够被调控中内胚层(ME)发育和分化的因子(如GATA3,GATA6,PAX1)代替,但谱系分化特异性线索与多能性激活之间的联系以及GATA蛋白如何调整两者之间平衡,在诱导过程中,如何促进体细胞向i PS的重编程,其作用机制尚不明确。中国科学院北京基因组研究所孙英丽研究组与北京大学邓宏魁研究组携手合作,通过Ch IP-Seq,RNA-Seq等多种技术手段对GATA蛋白起     

GATA转录因子家族在细胞命运调控中的作用

在胚胎发育过程中,组织器官的形成依赖于干细胞在空间与时间上正确的定向分化、增殖,以及中间细胞的凋亡.这一细胞命运决定的过程必须被严格精确地调控,从而保证胚胎发育过程中组织器官形成得以顺利地进行.在此过程中,GATA转录因子家族扮演了不可或缺的角色,它们在胚层分化、造血系统和心脏形成、胸腺和肠道发育以及肿瘤发生中都起到了重要的作用.本文结合目前对GATA转录因子家族的研究和本课题组实验结果,介绍其在干细胞分化和维持,以及它们在细胞重编程中所起的作用.     

GATA基因家族在无脊椎动物中的研究进展

GATA基因家族是一类含有锌指结构域的转录因子,因特异性地结合共同的核苷酸序列A/T(GATA)A/G而得名。该家族在动物界广泛分布,其功能主要涉及胚层分化、器官发育和功能维持等方面。现对GATA家族的基本信息、结构和分类进行简介,梳理近年来GATA家族成员在无脊椎动物中的研究进展,并对未来的研究方向进行展望。     

FoxA转录因子在肝脏发育中的研究进展

FoxA蛋白是一类DNA结合区具有翼状螺旋结构的转录因子,已发现其三名成员FoxAl、FoxA2和FoxA3在哺乳动物胚胎期的器官形成、成体时期的新陈代谢和内环境稳定中起着重要作用。肝脏发育FoxA亚家族成员起着关键调控作用,在肝向命运决定中扮演“先锋因子”的角色。该文对FoxA转录因子在肝脏发育中的调控作用进行了小结,综述了近年来的最新研究成果。     

脊椎动物心肌基因表达的分子调控

鉴定在心脏发育过程中指导心脏形成的分子途径,将对心脏是如何形成和这些途径的打断如何导致先天性以及后天性心脏病的发生提供一个基本的认识,尽管脊椎动物骨骼肌和心肌看起来很相似,然而,它们的细胞谱系的特化和模式化是由不同的基因推动的,已知有几个转录因子家族在心肌发育和模式建成中发挥重要作用,包括MADS同源盒蛋白MEF2和SRF,螺旋-环-螺旋HAND因子,锌指GATA-4/5/6因子和NK-2同源异型因子,这些转录因子能激活心脏目标基因,从而调控心肌基因的表达.     

转录因子GATA6在心血管疾病中的作用及其调控机制

GATA转录因子家族由6个成员组成(GATA1～GATA6),在参与调节多种细胞的生长和分化、细胞的存活以及机体功能的维持等方面具有着重要作用。转录因子GATA6属于GATA家族的一员,目前的研究已经证实GATA6在人类心脏分化发育过程中起着至关重要的作用。其基因突变不仅能引起多种先天性心脏疾病,还能干扰心脏传导系统而促发心律失常,同时也是扩张性、肥厚性心肌病发病的遗传因素。此外,转录因子GATA6与临床中最为常见的冠心病也有一定的关联性,由于体内存在多基因联合作用,使得两者之间的关系变得更为复杂。本文主要综述了转录因子GATA6在先天性心脏病、心脏传导系统、心肌病、心血管病相关危险因素以及其他类心血管疾病等方面的研究进展,以期为未来的个体化基因治疗提供遗传学基础,并能促进基础研究向临床医学转化的发展。     

多能的SoxB1家族基因

SoxB1基因家族编码一类含有HMG DNA结合结构域的转录因子。目前,已经鉴定出的SoxB1家族成员包括脊椎动物中共有的Sox1a/b、Sox2、Sox3以及硬骨鱼类中特有的Sox19a/19b,它们在性别决定、神经元特化、＂干＂性细胞自我更新及全能性维持、胚层发育等过程中发挥重要作用。向小鼠成纤维细胞中导入四个关键因子Sox2、Oct4、c-Myc及Klf4,可以成功地将体细胞诱导成具有分化全能性的干细胞,证明了SoxB1因子在发育过程中不可或缺的重要性,也极大地推动了关于SoxB1家族基因的研究。该文将围绕SoxB1基因的最新研究进展作一综述。     

胚胎干细胞向内胚层分化的分子机制及其组学研究进展

胚胎干细胞(ESC)在发育过程中分化为内胚层、中胚层和外胚层3个胚层.其中内胚层进一步向终末细胞的分化,是形成整个消化道和呼吸道,以及肝脏、胰腺等器官的基础.ESC形成内胚层主要经历以下几个分化阶段:外胚叶的分化、原条的形成、内胚层与中胚层的分离以及定型内胚层的形成.本文主要从信号通路、转录因子以及表观遗传调控等几个方面综述胚胎干细胞向内胚层分化的分子机制,并重点介绍其组学研究进展,以期为该领域研究者提供重要参考信息.     

bHLH转录因子家族研究进展

bHLH转录因子在真核生物生长发育调控中具有重要作用, 它们组成了转录因子的一个大家族。已经有20种生物基因组中bHLH家族的成员得到鉴定, 其中动物17种、植物2种、酵母1种。动物bHLH因其调控基因表达的功能不同而被分成45个家族; 此外, 根据它们所作用DNA元件和自身结构特点又被分成6个组。A组包含22个家族, 主要调控神经细胞生成、肌细胞生成和中胚层形成; B组包含12个家族, 主要调控细胞增殖与分化、固醇代谢与脂肪细胞形成以及葡萄糖响应基因的表达; C组包含7个家族, 主要负责调控中线与气管发育和昼夜节律、激活环境毒素响应基因的转录; D组只有1个家族, 它与A组bHLH蛋白形成无活性的异源二聚体; E组有2个家族, 调控胚胎分节、体节形成与器官发生等; F组也只有1个家族, 调控头部发育、嗅觉神经元生成等。文章综述了bHLH转录因子家族分类、起源、功能方面的研究进展情况。     

GATA factors as key regulatory molecules in the development of Drosophila endoderm

Essential roles for GATA factors in the development of endoderm have been reported in various animals. A Drosophila GATA factor gene, serpent ( srp , dGATAb , ABF ), is expressed in the prospective endoderm, and loss of srp activity causes transformation of the prospective endoderm into ectodermal foregut and hindgut, indicating that srp acts as a selector gene to specify the developmental fate of the endoderm. While srp is expressed in the endoderm only during early stages, it activates a subsequent GATA factor gene, dGATAe , and the latter continues to be expressed specifically in the endoderm throughout life. dGATAe activates various functional genes in the differentiated endodermal midgut. An analogous mode of regulation has been reported in Caenorhabditis elegans , in which a pair of GATA genes, end-1/3 , specifies endodermal fate, and a downstream pair of GATA genes, elt-2/7 , activates genes in the differentiated endoderm. Functional homology of GATA genes in nature is apparently extendable to vertebrates, because endodermal GATA genes of C. elegans and Drosophila induce endoderm development in Xenopus ectoderm. These findings strongly imply evolutionary conservation of the roles of GATA factors in the endoderm across the protostomes and the deuterostomes.     

GATA6 is essential for embryonic development of the liver but dispensable for early heart formation

Several lines of evidence suggest that GATA6 has an integral role in controlling development of the mammalian liver. Unfortunately, this proposal has been impossible to address directly because mouse embryos lacking GATA6 die during gastrulation. Here we show that the early embryonic deficiency associated with GATA6-knockout mice can be overcome by providing GATA6-null embryos with a wild-type extraembryonic endoderm with the use of tetraploid embryo complementation. Analysis of rescued Gata6-/- embryos revealed that, although hepatic specification occurs normally, the specified cells fail to differentiate and the liver bud does not expand. Although GATA6 is expressed in multiple tissues that impact development of the liver, including the heart, septum transversum mesenchyme, and vasculature, all are relatively unaffected by loss of GATA6, which is consistent with a cell-autonomous requirement for GATA6 during hepatogenesis. We also demonstrate that a closely related GATA factor, GATA4, is expressed transiently in the prehepatic endoderm during hepatic specification and then lost during expansion of the hepatic primordium. Our data support the proposal that GATA4 and GATA6 are functionally redundant during hepatic specification but that GATA6 alone is available for liver bud growth and commitment of the endoderm to a hepatic cell fate.     

文昌鱼一个GATA基因在胚胎发育中的表达图式(英文)

GATA基因在脊椎动物和非脊椎动物的发育中行使重要的功能,该家族的成员在进化上也足非常保守的.脊椎动物的GATA基因分为两个亚群:GATA1/2/3和GATA4/5/6.通过生物信息分析,在文吕鱼的基因缓中找到了3个GATA基因:一个GATA1/2/3业家族基因,两个GATA4/5/6亚家族基因:还找到一个类GATA基因.还克隆了白氏文昌鱼(Branchiostoma belcheri)GATA123的一段序列,并研究了它在早期胚胎发育中的表达图式.结果表明GATA123在原肠胚的中内胚层表达,而在神经胚晚期和幼体早期,GATA123在脑泡和消化道中部区域表达.这种表达模式与头部发育的重要基因Otx相类似.结果提示在文吕鱼脑泡的发育过程中GATA123和Otx很可能共同发挥着重要的作用.