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| 識別子 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| エイリアス | PDX1、GSF、IDX-1、IPF1、IUF1、MODY4、PAGEN1、PDX-1、STF-1、膵臓および十二指腸ホメオボックス1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム：600733; MGI : 102851;ホモロジーン: 175;ジーンカード：PDX1; OMA :PDX1 - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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PDX1（膵臓および十二指腸のホメオボックス1 ）は、インスリンプロモーター因子1としても知られ、ParaHox遺伝子クラスターの転写因子です。 [5]脊椎動物では、Pdx1はβ細胞の成熟を含む膵臓の発達と十二指腸の分化に必要です。ヒトでは、このタンパク質は、以前はIPF1として知られていたPDX1遺伝子によってコードされています。[6] [7]この遺伝子はもともとツメガエルのアフリカツメガエルで特定され[8] 、左右相称動物の進化の多様性にわたって広く存在していますが、節足動物や線虫では進化の過程で失われました。[5] 遺伝子名はPdx1ですが、ほとんどの動物にはPdx2遺伝子が存在せず、単一コピーのPdx1相同遺伝子がすべての哺乳類で特定されています。[9]シーラカンスと軟骨魚類は、これまでのところ、 Pdx1とPdx2という2つのPdx遺伝子 を持つことが示されている唯一の脊椎動物である。[10]
関数
膵臓の発達
膵臓の発達において、Pdx1は胚体内胚葉の後部前 腸領域の細胞集団によって発現され、Pdx1 +上皮細胞は発達中の膵臓芽を生じ、最終的には膵臓全体（外分泌細胞、内分泌細胞、および管細胞集団）を形成します。[11]膵臓Pdx1 +細胞はマウス胎生8.5～9.0日（E8.5～9.0）に初めて発生し、Pdx1の発現はE12.0～E12.5まで続きます。[12]ホモ接合型Pdx1ノックアウトマウスは膵臓芽を形成するが、膵臓の発達には至らない。[13 ]テトラサイクリン投与によりPdx1 +細胞が死滅したトランスジェニックマウスは、妊娠期間中にドキシサイクリン（テトラサイクリン誘導体）を投与するとほぼ完全に膵臓が失われ、膵臓の発達におけるPdx1 +細胞の必要性が示される。[12]
Pdx1は膵臓分化の最も初期のマーカーとして認められており、膵臓細胞の運命は下流の転写因子によって制御されています。[13]最初の膵芽は、Hlxb9、Hnf6、Ptf1a、NKX6-1を共発現するPdx1 + 膵臓前駆細胞で構成されています。これらの細胞は、 FGF-10シグナル伝達に反応してさらに増殖し、分岐します。その後、膵臓細胞の分化が始まります。細胞集団はNotchシグナル伝達が阻害され、続いてNgn3を発現します。このNgn3 +集団は、ランゲルハンス島のα、β、Δ、PP、ε細胞を生成する膵臓内分泌前駆細胞の一時的な集団です。[12]他の細胞は、外分泌および膵管細胞集団 を生成します。
β細胞の成熟と生存
膵臓の発達の最終段階では、インスリンを産生するβ細胞やグルカゴンを産生するα細胞など、さまざまな内分泌細胞が生成されます。β細胞の成熟にはPdx1が必要です。β細胞はPdx1、 NKX6-1、インスリンを共発現し、その結果MafBがサイレンシングされ、 MafAが発現します。これはβ細胞の成熟に必要なスイッチです。[11]膵臓の発達のこの段階では、Pdx1の発現を実験的に減少させると、β細胞の数が減り、それに伴いα細胞の数が増加することが分かりました。[14]
成熟した膵臓では、Pdx1 の発現は β 細胞の維持と生存に必要であるように思われる。例えば、この段階で Pdx1 の発現レベルを実験的に低下させると、β 細胞はより多くのグルカゴンを産生するようになり、[15] Pdx1 が β 細胞から α 細胞への変換を阻害することを示唆している。さらに、Pdx1 は β 細胞のアポトーシスによるプログラム細胞死に対するインスリンの効果を媒介する上で重要であるように思われる。低濃度のインスリンは β 細胞をアポトーシスから保護するが、Pdx1 の発現が阻害された細胞では保護されない。[16] [17]
十二指腸
Pdx1は近位十二指腸の発達と胃十二指腸接合部の維持に必要である。[18] 十二指腸腸上皮細胞、ブルンネル腺、腸内分泌細胞（胃幽門のものを含む）はPdx1の発現に依存している。これはParaHox遺伝子であり、 Sox2およびCdx2とともに近位腸の正しい細胞分化を決定する。[18] 成熟マウスの十二指腸では、Pdx1発現に依存するいくつかの遺伝子が特定されており、脂質や鉄の吸収に影響を与えるものも含まれている。[19]
病理学
動物モデルでの実験では、Pdx1発現の減少が1型糖尿病と2型糖尿病に特徴的な症状を引き起こす可能性があることが示されています。[20]さらに、胃癌ではPdx1の発現が失われており、この遺伝子が腫瘍抑制因子として役割を果たしていることを示唆しています。[21] 若年発症型糖尿病（タイプ4）は、Pdx1のヘテロ接合性変異によって引き起こされる可能性があります。[22] [23] 2型糖尿病の症状に感受性のある種であるデブスナネズミPsammomys obesusは、他の哺乳類と比較してPdx1遺伝子配列が大きく異なります。[24]
インタラクション
Pdx1はMAFAと相互作用することが示されている。[25]
参考文献
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さらに読む
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外部リンク
- GeneReviews/NCBI/NIH/UW の永久新生児糖尿病に関するエントリー
- PDX1+タンパク質、+ヒト、米国国立医学図書館医学件名表(MeSH)