POU 域,第 4 类,转录因子 2

POU4F2 是转录因子 POU 域家族的成员。已经观察到 POU 结构域蛋白在几个系统中的细胞身份控制中发挥重要作用。IV 类 POU 结构域蛋白 POU4F2 仅存在于人类视网膜中的一个神经节细胞亚群中,它可能在确定或维持一小部分视觉系统神经元的身份中发挥作用。

▼ 克隆与表达
向等人。(1993)克隆了编码 BRN3B 的人类 cDNA 和基因组 DNA。BRN3B 基因编码一个 410 个氨基酸的多肽,其中包含几个可识别的基序,包括富含甘氨酸/丝氨酸的域、富含组氨酸的域和 POU 域。RNA 槽印迹显示 BRN3B 主要在视网膜中表达。免疫细胞化学表明该蛋白质存在于视网膜神经节细胞 (RGC) 子集的细胞核中,与其作为转录因子的作用一致。

向等人。(1995)表明 BRN3B 有 2 个密切相关的同源物,称为 BRN3A ( 601632 ) 和 BRN3C ( 602460 )。这 3 个基因共享内含子/外显子结构,但映射到不同的染色体。向等人。(1995)分析了 brn3a、brn3b 和 brn3c 在胎儿和成年小鼠视网膜和大脑中的表达模式。brn3b 抗体可识别大部分视网膜神经节细胞。作者发现这 3 个转录因子识别了视网膜神经节细胞和背根神经节和三叉神经节中神经元的重叠亚群,这表明初级体感神经元和视网膜神经节细胞共享遗传调控层次结构。

刘等人。(1996)指出 Brn3a 和 Brn3b 被交替剪接以产生 2 种不同的 mRNA,编码在 N 末端不同的长和短同种型。作者使用 PCR 分析表明,Brn3a 和 Brn3b 的 2 个变体的相对水平受到调节,以在不同的大鼠神经元组织以及培养的原代和永生化大鼠神经元细胞中产生不同比例的转录物。类似地,这些变体的比例受到大鼠神经元细胞系和大鼠原代神经元中的特定刺激的调节。

▼ 基因结构
向等人。(1993)确定 BRN3B 包含 2 个外显子,跨越大约 4 kb 的基因组 DNA。Southern印迹揭示了人类中至少存在3个BRN3B相关基因。

▼ 映射
向等人。(1993)使用 800 bp cDNA 插入片段对来自人-鼠体细胞杂交体的一组 31 个 HindIII 消化的 DNA 进行 Southern 印迹分析。BRN3B 基因与染色体 4 一致分离。Xiang等。(1993)通过荧光原位杂交将 BRN3B 基因定位到 4q31.2。

▼ 基因功能
史密斯等人。(1997)报道,ND7 神经元细胞系诱导分化为带有神经突的非分裂细胞,伴随着 BRN3A 水平的急剧增加和 BRN3B 水平的相应降低。他们发现 BRN3B 的过度表达会减少过程的生长并阻止正常的分化反应。通过将 BRN3B 的 POU 同源域中的单个氨基酸突变为 BRN3A 中的等价物,可以消除这种抑制作用。史密斯等人。(1997)发现 BRN3A 中的反向突变使其能够抑制响应于分化诱导的过程生长。

瓦格纳等人。(2002)发现证据表明,小鼠中Wilms 肿瘤-1 基因(WT1;607102)的破坏会降低 Pou4f2 的表达并导致视网膜异常。在正常胚胎小鼠的发育中的神经节细胞层中检测到 Pou4f2 免疫反应性,但在 Wt1-null 胚胎的视网膜中没有检测到,其中神经视网膜明显更薄并且包含的​​细胞明显更少。通过 RT-PCR,Wagner 等人。(2002)发现 Wt1-null 突变特别影响 Pou4f2 的 mRNA 水平,但不影响其他 POU 域成员的 mRNA 水平。他们通过将 Wt1 转染到人胚胎肾细胞中验证了 Wt1 对 POU4F2 的直接和特异性激活,其中 Wt1 的表达导致 POU4F2 mRNA 水平增加 8 倍。

伊尔沙德等人。(2004)发现 BRN3B 过表达增加了 IMR-32 人神经母细胞瘤细胞的生长速度和侵袭性,而 BRN3B 表达的降低降低了这些参数。由 BRN3B 过表达诱导的 IMR-32 细胞生长增强是不依赖贴壁的,对生长抑制剂视黄酸不敏感。同样,高水平的 Brn3b 增强了小鼠体内肿瘤的生长,而 Brn3b 水平的降低则减缓了肿瘤的生长。

使用转录组分析,Sajgo 等人。(2017)表明 Brn3b 和 Brn3a 仅控制小鼠 RGC 种群中的一小部分转录本。作者确定了广泛的 RGC 转录因子、细胞表面分子和神经元形态决定因素的组合集,它们在特定 RGC 群体中差异表达并受 Brn3a 和/或 Brn3b 选择性调节。其中一些基因在上皮细胞中本质上诱导乔木样过程,表明细胞自主神经元乔木形成机制。

▼ 动物模型
Badea 等人使用碱性磷酸酶染色。(2009)表明,表达 Brn3a 和 Brn3b 的 RGC 群体在小鼠中具有重叠但不同的树突分层分布。Brn3a 的删除导致双层与单层 RGC 的比率增加,只有适度的 RGC 损失,对中心预测的影响很小。相比之下,Brn3b 的缺失导致更大的 RGC 损失、眼睛和大脑轴突结构的解体以及中央投射的差异损失和/或功能障碍,导致突变小鼠的视觉驱动行为缺陷。

马斯克尔等人。(2017)发现 Brn3a 通过降低 Brn3b 启动子活性来抑制小鼠心肌细胞中的 Brn3b。敲除 Brn3a 上调 Brn3b 表达,从而增加 Brn3b 靶基因细胞周期蛋白 D1 (CCND1; 168461 ) 和 Bax ( 600040 ) 的表达,导致心肌细胞凋亡和心脏形态缺陷,这可能导致 Brn3a -/- 小鼠出生后不久死亡。Brn3a -/- 和 Brn3b -/- 双基因敲除小鼠遭受早期胚胎致死,表明这些基因在早期胚胎发生过程中的重要作用和部分重叠作用。作者还发现 brn3a 和 brn3b 在斑马鱼心脏发育过程中表达,斑马鱼胚胎中 brn3a 和 brn3b 的敲低导致心脏缺陷。

梅勒等人。(2019)发现用血管紧张素 II ( ANGII ; 106150 ) 治疗可诱导小鼠心脏肥大反应,并通过肥大信号通路激活 Brn3b 启动子刺激心肌细胞中 Brn3b 的表达。响应 AngII 的 Brn3b 表达进一步触发了心肌细胞中不同 Brn3b 靶基因的时间依赖性、差异调节。来自雄性 Brn3b -/- 小鼠的心脏在基线时改变了收缩效率,并在 AngII 治疗后减少了肥大反应。AngII 治疗引起的心脏功能降低与 Brn3b -/- 心脏中纤维化增加和不良重塑相关,这表明突变心脏无法适应压力。

标签: 转录因子

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