Foxg1调控嗅球发育的分子机制探究文献综述

 2022-10-23 10:03:00

文献综述(或调研报告):

[摘要] foxg1是Forkhead转录因子家族一员,它于端脑部位强表达,在端脑神经发生中发挥着重要作用,临床上foxg1功能异常会引起小头畸形、皮质发育异常等一系列端脑发育障碍,为了探明foxg1调控嗅球发育的分子机制,从结构上对foxg1的序列特征及其表达模式进行了文献查阅,展开Foxg1基因的结构与功能的探究。

1. 嗅球的结构与功能

嗅球位在端脑的最前端,是嗅觉通路的第一中转站,由外向内可分成五个层次,分别是嗅神经层,嗅小球层,外丛层,投射神经元层和颗粒细胞层,嗅球向前延伸而成的嗅束主要由投射神经元、丛状细胞的轴突纤维及嗅皮质投射到嗅球颗粒细胞的纤维构成, 是嗅觉信息的传入与抑制性的通路。此外,嗅球与端脑的诸多脑区间都存在神经联系, 包括产生嗅觉的副嗅区、杏仁核等, 还会联系到海马、下丘脑,网状结构等, 因此当嗅球受到损伤或发育障碍后会引起嗅觉、神经传入等诸多相关问题,近些年还发现嗅球功能障碍还与端脑的学习记忆、神经细胞增殖分化等多方面的疾病相关。

2. Foxg1结构与功能

2.1 Forkhead转录因子家族

Fox(Forkhead)基因家族是一类在真核生物中广泛存在的转录因子基因家族,因为该基因家族结构中均包含一个高度保守的“Forkhead”结构域(编码叉头蛋白)而得名。Fkh转录因子于1989年被发现表达于果蝇早期胚胎的细胞核中,为该家族第一个成员。之后随着研究深入,越来越多编码Forkhead蛋白的基因陆续被发现,为了识别方便,研究人员将Forkhead 蛋白的编码基因分为19个亚类。其中foxg1基因就为该家族的一个重要成员,它编码的转录因子特异地表达于端脑组织中,在端脑发育、神经元分化、迁移、神经发生等过程中均起重要调控作用。

2.2 Foxg1的结构分析

Foxg1首次在果蝇中作为一种对果蝇胚胎头尾结构发育所必需的核蛋白fkh被鉴定发现,之后统一命名foxg1。它位于人第 14 号染色体 q12 区域,全长 3 206 bp,在小鼠中其mRNA全长2.9kb,含 1 个外显子,无内含子,主要编码蛋白质为转录因子FOXG1,特异性地表达于胎儿和成人的脑组织中。

Foxg1序列由DNA 结合结构域和转录调节结构域两部分组成,其中转录调节结构域又可分为Groucho 蛋白家族结合域和 JARID1B结合域,两者均为转录抑制子,而其在DNA结合域区域具有高度的保守性,Foxg1具有一个保守的forkhead box(螺旋.环.螺旋蛋白)作为DNA识别位点,使得它可以结合到特定的DNA识别序列上调节基因的表达。而该特异性识别位点就可以通过染色质免疫共沉淀(ChIP)与目的序列验证结合,寻找Foxg1所调控组织的结合位点,进而验证Foxg1调控的具体分子。

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