PDX1 - PDX1
Le PDX1 ( homéoboîte pancréatique et duodénale 1 ), également connu sous le nom de facteur de promotion de l' insuline 1 , est un facteur de transcription dans le groupe de gènes ParaHox . Chez les vertébrés, Pdx1 est nécessaire au développement pancréatique , y compris la maturation des cellules et la différenciation duodénale . Chez l'homme, cette protéine est codée par le gène PDX1 , anciennement connu sous le nom d' IPF1 . Le gène a été identifié à l'origine chez la grenouille à griffes Xenopus laevis et est largement présent dans la diversité évolutive des animaux bilatériens , bien qu'il ait été perdu au cours de l'évolution chez les arthropodes et les nématodes. Bien que le nom du gène soit Pdx1 , il n'y a pas de gène Pdx2 chez la plupart des animaux ; des orthologues Pdx1 à copie unique ont été identifiés chez tous les mammifères . Coelacanthe et les poissons cartilagineux sont, jusqu'à présent, le seul vertébrés démontré que deux Pdx gènes, Pdx1 et Pdx2 .
Fonction
Développement pancréatique
Dans le développement pancréatique , Pdx1 est exprimé par une population de cellules dans la région de l' intestin antérieur postérieur de l' endoderme définitif , et les cellules épithéliales Pdx1 + donnent naissance aux bourgeons pancréatiques en développement et, éventuellement, à l'ensemble du pancréas - ses exocrines, endocrines et populations de cellules canalaires. Les cellules pancréatiques Pdx1 + apparaissent pour la première fois au jour embryonnaire de souris 8,5 à 9,0 (E8,5 à 9,0) et l'expression de Pdx1 se poursuit jusqu'à E12.0-E12.5. Les souris homozygotes Pdx1 knock-out forment des bourgeons pancréatiques mais ne développent pas de pancréas, et les souris transgéniques chez lesquelles l' application de tétracycline entraîne la mort des cellules Pdx1 + sont presque complètement pancréatiques si la doxycycline (dérivé de la tétracycline) est administrée tout au long de la gestation de ces souris transgéniques, illustrant le nécessité des cellules Pdx1 + dans le développement pancréatique.
Pdx1 est accepté comme le premier marqueur de la différenciation pancréatique, le destin des cellules pancréatiques étant contrôlé par des facteurs de transcription en aval. Le bourgeon pancréatique initial est composé de Pdx1 + cellules progénitrices pancréatiques qui co-expriment Hlxb9 , Hnf6 , Ptf1a et NKX6-1 . Ces cellules prolifèrent et se ramifient davantage en réponse à la signalisation du FGF-10 . Ensuite, le destin des cellules pancréatiques commence; une population de cellules a la signalisation Notch inhibée, et par la suite, exprime Ngn3 . Cette population Ngn3 + est une population transitoire de progéniteurs endocriniens pancréatiques qui donne naissance aux cellules α, β, , PP et ε des îlots de Langerhans . D'autres cellules donneront naissance aux populations de cellules pancréatiques exocrines et canalaires .
Maturation et survie des cellules
Les étapes finales du développement du pancréas impliquent la production de différentes cellules endocrines , y compris les cellules β productrices d'insuline et les cellules α productrices de glucagon . Pdx1 est nécessaire à la maturation des cellules : les cellules en développement co-expriment Pdx1, NKX6-1 et l' insuline , un processus qui entraîne l' extinction de MafB et l'expression de MafA , un changement nécessaire dans la maturation des cellules β. A ce stade du développement du pancréas, la diminution expérimentale de l'expression de Pdx1 se traduit par une production d'un plus petit nombre de cellules et une augmentation associée du nombre de cellules .
Dans le pancréas mature, l'expression de Pdx1 semble être requise pour le maintien et la survie des cellules . Par exemple, en réduisant expérimentalement le niveau d'expression de Pdx1 à ce stade, les cellules produisent des quantités plus élevées de glucagon, suggérant que Pdx1 inhibe la conversion des cellules en cellules . De plus, Pdx1 semble jouer un rôle important dans la médiation de l'effet de l'insuline sur la mort cellulaire programmée par apoptose des cellules : une faible concentration d'insuline protège les cellules de l'apoptose, mais pas dans les cellules où l'expression de Pdx1 a été inhibée.
Duodénum
Pdx1 est nécessaire au développement du duodénum proximal et au maintien de la jonction gastro-duodénale. Les entérocytes duodénaux , les glandes de Brunner et les cellules entéro-endocrines (y compris celles de l' antre gastrique ) dépendent de l'expression de Pdx1. Il s'agit d'un gène ParaHox qui, avec Sox2 et Cdx2 , détermine la différenciation cellulaire correcte dans l'intestin proximal. Dans le duodénum de souris matures, plusieurs gènes ont été identifiés qui dépendent de l'expression de Pdx1 et incluent certains affectant l'absorption des lipides et du fer.
Pathologie
Des expériences sur des modèles animaux ont montré qu'une réduction de l'expression de Pdx1 peut provoquer des symptômes caractéristiques du diabète sucré de type 1 et du diabète sucré de type 2 . De plus, l'expression de Pdx1 est perdue dans les cancers gastriques , suggérant un rôle du gène en tant que suppresseur de tumeur. Le diabète de la maturité du jeune (Type 4) peut être causé par des mutations hétérozygotes dans Pdx1. Le rat des sables gras Psammomys obesus , une espèce sensible aux symptômes du diabète sucré de type 2 , a une séquence du gène Pdx1 très divergente par rapport aux autres mammifères.
Interactions
Il a été démontré que Pdx1 interagit avec MAFA .
Les références
Lectures complémentaires
- Zhou Q, Brown J, Kanarek A, Rajagopal J, Douglas A, Melton DA (2008). « Reprogrammation in vivo des cellules exocrines pancréatiques adultes en cellules ». Nature . 455 (7213) : 627-32. Bibcode : 2008Natur.455..627Z . doi : 10.1038/nature07314 . PMID 18754011 . S2CID 205214877 .
- Hui H, Perfetti R (2002). "Pancreas duodenum homeobox-1 régule le développement du pancréas pendant l'embryogenèse et la fonction des îlots de Langerhans à l'âge adulte" . EUR. J. Endocrinol . 146 (2) : 129-41. doi : 10.1530/eje.0.1460129 . PMID 11834421 .
- Leonard J, Peers B, Johnson T, et al. (1994). « Caractérisation du facteur de transactivation de la somatostatine-1, un nouveau facteur homéoboîte qui stimule l'expression de la somatostatine dans les cellules des îlots pancréatiques ». Mol. Endocrinol . 7 (10) : 1275-1283. doi : 10.1210/me.7.10.1275 . PMID 7505393 .
- Stoffel M, Stein R, Wright CV et al. (1995). « Localisation du facteur de transcription homéodomaine humain facteur de promotion de l'insuline 1 (IPF1) sur la bande chromosomique 13q12.1 ». Génomique . 28 (1) : 125–6. doi : 10.1006/geno.1995.1120 . PMID 7590740 .
- Inoue H, Riggs AC, Tanizawa Y, et al. (1996). « Isolement, caractérisation et cartographie chromosomique du gène du facteur 1 (IPF-1) du promoteur de l'insuline humaine ». Diabète . 45 (6) : 789–94. doi : 10.2337/diabetes.45.6.789 . PMID 8635654 .
- Waeber G, Thompson N, Nicod P, Bonny C (1997). « Activation transcriptionnelle du gène GLUT2 par le facteur homéoboîte IPF-1/STF-1/IDX-1 ». Mol. Endocrinol . 10 (11) : 1327-1334. doi : 10.1210/me.10.11.1327 . PMID 8923459 .
- Watada H, Kajimoto Y, Kaneto H, et al. (1997). « Implication du facteur de transcription contenant l'homéodomaine PDX-1 dans la transcription du gène du polypeptide amyloïde des îlots ». Biochimie. Biophys. Rés. Commun . 229 (3) : 746–51. doi : 10.1006/bbrc.1996.1875 . PMID 8954967 .
- Marshak S, Totary H, Cerasi E, Melloul D (1997). "Purification du facteur sensible au glucose des cellules bêta qui transactive le gène de l'insuline de manière différentielle dans les cellules des îlots de Langerhans normales et transformées" . Proc. Natl. Acad. Sci. États-Unis . 93 (26) : 15057-62. doi : 10.1073/pnas.93.26.15057 . PMC 26355 . PMID 8986763 .
- Stoffers DA, Zinkin NT, Stanojevic V, et al. (1997). « Agénésie pancréatique attribuable à une seule délétion de nucléotide dans la séquence codante du gène IPF1 humain ». Nat. Genet . 15 (1) : 106-10. doi : 10.1038/ng0197-106 . PMID 8988180 . S2CID 25406130 .
- Sharma S, Jhala US, Johnson T, et al. (1997). « Régulation hormonale d'un activateur spécifique des îlots dans le gène de l'homéoboîte pancréatique STF-1 » . Mol. Cellule. Biol . 17 (5) : 2598–604. doi : 10.1128/mcb.17.5.2598 . PMC 232109 . PMID 9111329 .
- Carty MD, Lillquist JS, Peshavaria M, et al. (1997). "Identification des facteurs cis- et trans-actifs régulant l'expression du gène du polypeptide amyloïde des îlots humains dans les cellules bêta pancréatiques" . J. Biol. Chem . 272 (18) : 11986-93. doi : 10.1074/jbc.272.18.11986 . PMID 9115263 .
- Macfarlane WM, Smith SB, James RF, et al. (1997). "La cascade de la protéine kinase activée par les mitogènes de la kinase p38/réactivation médie l'activation du facteur de transcription de l'insuline en amont du facteur 1 et la transcription du gène de l'insuline par un taux de glucose élevé dans les cellules bêta du pancréas" . J. Biol. Chem . 272 (33): 20936-44. doi : 10.1074/jbc.272.33.20936 . PMID 9252422 .
- Macfarlane WM, Frayling TM, Ellard S, et al. (1999). « Des mutations faux-sens dans le gène du facteur 1 du promoteur de l'insuline prédisposent au diabète de type 2 » . J. Clin. Investir . 104 (9) : R33-9. doi : 10.1172/JCI7449 . PMC 481047 . PMID 10545530 .
- Hani EH, Stoffers DA, Chèvre JC, et al. (1999). « Mutations défectueuses du gène du facteur de promotion de l'insuline-1 (IPF-1) dans le diabète sucré de type 2 à début tardif » . J. Clin. Investir . 104 (9) : R41–8. doi : 10.1172/JCI7469 . PMC 409821 . PMID 10545531 .
- Glick E, Leshkowitz D, Walker MD (2000). "Le facteur de transcription BETA2 agit en coopération avec E2A et PDX1 pour activer le promoteur du gène de l'insuline" . J. Biol. Chem . 275 (3) : 2199-204. doi : 10.1074/jbc.275.3.2199 . PMID 10636926 .
- Schwartz PT, Perez-Villamil B, Rivera A, et al. (2000). "Le facteur de transcription de l'homéodomaine pancréatique IDX1/IPF1 exprimé dans le cerveau en développement régule la transcription du gène de la somatostatine dans les cellules neurales embryonnaires" . J. Biol. Chem . 275 (25) : 19106–14. doi : 10.1074/jbc.M000655200 . PMID 10751390 .
- Hartley JL, Temple GF, Brasch MA (2001). "Clonage d'ADN utilisant une recombinaison in vitro spécifique au site" . Génome Res . 10 (11) : 1788-1795. doi : 10.1101/gr.143000 . PMC 310948 . PMID 11076863 .
- Liu Y, MacDonald RJ, Swift GH (2001). "Liaison à l'ADN et activation transcriptionnelle par un trimère PDX1.PBX1b.MEIS2b et coopération avec un complexe hélice-boucle-hélice de base spécifique au pancréas" . J. Biol. Chem . 276 (21) : 17985-93. doi : 10.1074/jbc.M100678200 . PMID 11279116 .
- Samaras SE, Cissell MA, Gerrish K, et al. (2002). « Des séquences conservées dans une région régulatrice spécifique aux tissus du gène pdx-1 médient la transcription dans les cellules bêta pancréatiques : rôle pour le facteur nucléaire hépatocytaire 3 bêta et Pax6 » . Mol. Cellule. Biol . 22 (13) : 4702-13. doi : 10.1128/MCB.22.13.4702-4713.2002 . PMC 133887 . PMID 12052878 .
- Zhou J, Pineyro MA, Wang X, et al. (2002). « Différenciation d'Exendin-4 d'une lignée cellulaire humaine du canal pancréatique en cellules endocrines : implication des facteurs de transcription PDX-1 et HNF3beta » . J. Cell. Physiol . 192 (3) : 304-14. doi : 10.1002/jcp.10143 . PMID 12124776 . S2CID 11530928 .
Liens externes
- Entrée GeneReviews/NCBI/NIH/UW sur le diabète sucré néonatal permanent
- PDX1+protéine,+humain à la National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH) des États-Unis
Cet article incorpore du texte de la National Library of Medicine des États-Unis , qui est dans le domaine public .