原肠胚形成脑同源基因 2; GBX2

原肠形成和大脑特异性 2

HGNC 批准的基因符号：GBX2

细胞遗传学位置：2q37.2 基因组坐标（GRCh38）：2:236,161,340-236,168,386（来自 NCBI）

▼ 克隆与表达

同源框是一段 180 bp 的 DNA 序列，编码称为同源域的 DNA 结合域。参见 142950。为了识别其他同源基因基因，Matsui 等人（1993） 使用基因组 DNA 和基于同源域​​保守区域的简并引物进行 PCR。他们分离了 2 个新同源基因基因 GBX1（603354） 和 GBX2 的片段。 GBX1 和 GBX2 同源域的预测氨基酸序列是相同的。松井等人（1993）报道GBX2基因是Murtha等人鉴定的小鼠MMoxA或Gbx2基因的人类同源物（1991）。

林等人（1996） 使用 PCR 扩增人类 11 周胎儿大脑 cDNA 文库中存在的部分同源基因基因。通过测序确定这些 PCR 产物之一是 GBX2 基因，即所谓的“原肠胚形成和大脑特异性 2”。筛选对 GBX2 具有特异性的人胎脑 cDNA 文库探针，鉴定出 2151 bp 的 cDNA 克隆。 cDNA克隆的核苷酸序列编码347个氨基酸残基的蛋白质。发现 GBX2 同源结构域的氨基酸序列与发育中的小鼠胚胎中表达的同源基因 Gbx2 的氨基酸序列相同（100%），并且与发育中的鸡胚胎中表达的基因 CHox7 几乎相同（97%） 。

▼ 基因结构

查普曼等人（1997） 发现小鼠 Gbx2 基因包含一个内含子，这是人类 GBX2 基因的一个特征。

▼ 基因功能

查普曼等人（1997） 将 Gbx2 的已知表达模式扩展到原肠胚阶段胚胎和发育中的 CNS 之外，在体外和体内扩展到多能细胞。 Gbx2 表达在未分化的胚胎干细胞中得到证实，但在分化的细胞群中表达下调。在胚胎中，在原条形成之前，在植入前胚胎的内细胞团中检测到Gbx2表达。查普曼等人（1997） 建议 Gbx2 作为胚胎细胞多能性和分化的候选控制基因。

▼ 测绘

通过荧光原位杂交，松井等人（1993） 将 GBX2 基因对应到 2q37。林等人（1996）利用荧光原位杂交和体细胞杂种分析证实了定位。林等人（1996） 观察到 GBX2 和 DLX1（600029）/DLX2（126255） 基因均在基底端脑中表达，在 2q 上的位置相当接近。

查普曼等人（1997） 将 Gbx2 对应到小鼠 1 号染色体。

▼ 动物模型

中脑/后脑连接处可以充当组织者来指导中脑和前后脑的发育。在小鼠中，Otx2（600037） 在前脑和中脑中表达，Gbx2 在前后脑中表达，在中/后脑组织器水平上具有共享边界。小米等人（1999） 证明，在 Gbx2 -/- 突变体中，最早的表型是早期体节阶段 Otx2 结构域的后部扩展。此外，组织者基因在移动的 Otx2 边界处表达，但不以正常的空间关系表达。为了测试 Gbx2 是否足以定位中脑/后脑组织者，Millet 等人（1999）在尾部 Otx2 结构域中短暂表达 Gbx2，发现 Otx2 尾部边界确实向喙侧移动，并且在这个新的 Otx2 边界处形成了一个外观正常的组织者。然后，转基因胚胎在胚胎第 9.5 天至第 10 天显示出扩大的后脑和缩小的中脑。Millet 等人（1999） 提出正常中/后脑组织者的形成取决于尖锐的 Otx2 尾部边界，并且需要 Gbx2 来定位和锐化该边界。

Broccoli 等人通过使用敲入策略将 Otx2 在假定的小鼠前后脑中异位表达到 En1（131290） 基因座中（1999） 研究了 Otx2 表达的尾部限制是否有助于定位峡组织（中脑/后脑连接处）以及指定中脑与后脑的命运。转基因后代表现出小脑共济失调。对成人转基因大脑的形态学和组织学研究表明，大部分小脑前部蚓部缺失，而下丘则互补性增大。在早期神经元模式形成过程中，中脑标记物 Wnt1（164820） 和肝配蛋白 A5（601535）、峡部组织标记物 Pax2（167409） 和 Fgf8（600483） 以及后脑标记物 Gbx2 的表达在假定的后脑区域中向尾部移动。西兰花等（1999） 得出结论，Otx2 表达的尾部限制足以定位峡部组织者并在中/后脑域内编码尾部中脑命运。