핸드 1

HAND1
핸드 1
식별자
에일리어스HAND1, Hxt, Thing1, bHLHa27, eHand, 심장 및 신경 능선 유도체 표현 1
외부 IDOMIM: 602406 MGI: 103577 HomoloGene: 3545 GeneCard: HAND1
맞춤법
종.인간마우스
엔트레즈
앙상블
유니프로트
RefSeq(mRNA)

NM_004821

NM_008213

RefSeq(단백질)

NP_004812

NP_032239

장소(UCSC)Chr 5: 154.47 ~154.48 MbChr 11: 57.72 ~57.72 Mb
PubMed 검색[3][4]
위키데이터
인간 보기/편집마우스 표시/편집

심정유도체 및 신경정유도체 발현단백질 [5][6][7]1은 HAND1 유전자에 의해 인체 내에서 부호화되는 단백질이다.

기본 Helix-Loop-Helix(bHLH) 전사인자의 HAND 서브클래스의 멤버인 Heart 및 Neural crest 유래 전사-1(HAND1) 유전자는 심장의 심장근육세포, 태반의 영양아세포 및 노른자 [8][9]혈관형성을 포함한 3개의 뚜렷한 발생학적 계통의 발달과 분화에 필수적이다.아미노산 동일성 및 배아 발현에서 비틀림 같은 bHLH 유전자와 가장 관련이 높은 HAND1은 여러 bHLH 파트너와 호모 및 헤테로디머 조합을 형성하여 [9][10]핵에서 전사 활성을 매개할 수 있다.

기능.

이 유전자에 의해 코드된 단백질은 기본 나선-루프-나선-나선 전사 인자에 속합니다.이 유전자 생성물은 밀접하게 관련된 두 개의 패밀리 중 하나이며, HAND 단백질은 심실실, 심장 신경능, 심내막(HAND2만 해당) 및 심외막(HAND2만 해당) 내에서 발현됩니다.HAND1은 1차 심장장의 심근에서 발현되며 심장 형태 형성에 필수적이지만 잘 이해되지 않는 역할을 한다.

HAND1은 HAND2와 협력하여 중요한 HAND 유전자 용량 시스템에 기초한 배아의 심장 발달을 수행합니다.HAND1이 초과 또는 과소 발현되면 형태학적 이상이 형성될 수 있으며, 가장 주목할 만한 것은 구순열과 구개열이다.발현을 인산화 노크인(knock-in)으로 모델링하여 유전자 발현을 활성화/비활성화함으로써 두개골 [11]안면 이상을 유발하였다.생쥐를 대상으로 한 녹아웃 실험은 심장 루프 기능 상실, 심실 발달 장애 및 챔버 격막 장애와 같은 심각한 심장 기형을 유발했습니다.이는 HAND1 발현이 선천성 [12]심장병 환자에게 하나의 요인이 된다는 것을 암시하는 데 도움이 됩니다.그러나 Neural Crest(신경 파고)의 원위부 영역에 HAND1이 부족해도 두개골 특징 [11]형성에 영향을 미치지 않습니다.HAND1의 돌연변이는 또 다른 중요한 심장전사인자인 GATA4의 효과를 저해하는 것으로 나타났으며 선천성 [13]심장질환과 관련이 있다.발달하는 배아에서 HAND1의 검출 부족은 심장병과 안면 기형을 일으키는 많은 구조적 결함으로 이어지지만 HAND1의 복용량은 이러한 질병의 [11]심각성과 관련이 있다.

HAND 인자는 우심실, 좌심실, 대동맥궁동맥, 심외막 및 심내막의 형성에 기능하며 선천성 심장질환의 매개자로 관여한다.또한 HAND1은 영양아세포에서 특이하게 발현되며 초기 영양아세포 [7]분화에 필수적이다.

심장 형태 형성

태아 발달의 세 번째 주에 기초 심장(양쪽 대칭 심장 튜브)은 심장의 [14]초기 심실 및 심방실을 나타내는 팽대부와 비대칭 구조를 형성하며 특징적인 덱스트랄 루프를 겪는다.심장 초승달의 1차 심장장에서 유래한 세포에서 발생하는 HAND1은 심장 튜브 양쪽에서 발현되는 것부터 미심 세그먼트 및 대동맥낭의 복부 표면까지 진행되며, 그 후 루프된 [14][15][16]심장의 좌심실 외측 곡률로 제한됩니다.HAND2(동료 bHLH 전사인자)와 함께, 상호보완적이고 중복되는 발현 패턴은 특징적인 [14][17]루프로 이어지는 심장의 비대칭 신호를 해석하는 역할을 하는 것으로 생각된다.이 두 가지는 중요한 HAND 유전자 용량 체계에 기초한 배아의 심장 발육에 구현된다.HAND1이 초과 또는 과소 발현되면 형태학적 이상이 형성될 수 있으며, 가장 주목할 만한 것은 구순열과 구개열이다.발현을 인산화 노크인(knock-in)으로 모델링하여 유전자 발현을 활성화/비활성화함으로써 두개골 [11]안면 이상을 유발하였다.

HAND1 돌연변이는 또한 마우스 모델의 녹아웃 실험에서 입증되었듯이 심장 이상 스펙트럼이 발생하는 것으로 보인다. HAND1-null 마우스는 복측중격의 결함, AV 밸브의 변형, 저형성 심실 및 유출로 [17][18]이상을 보였다.사람의 경우 HAND1의 bHLH 영역에서 프레임 돌연변이의 증거는 저형성 좌심장 증후군(심장의 왼쪽이 심각하게 발달하지 않은 심각한 형태의 선천성 심장 질환)과 상관관계가 있어 HAND1 발현이 이 [12][19]질환 환자에게 요인임을 시사하는 데 도움을 주고 있다.

그러나 Neural Crest(신경 파고)의 원위부 영역에 HAND1이 부족해도 두개골 특징 [11]형성에 영향을 미치지 않습니다.HAND1의 돌연변이는 또 다른 중요한 심장전사인자인 GATA4의 효과를 저해하는 것으로 나타났으며 선천성 [13]심장질환과 관련이 있다.발달하는 배아에서 HAND1의 검출 부족은 심장병과 안면 기형을 일으키는 많은 구조적 결함으로 이어지지만 HAND1의 복용량은 이러한 질병의 [11]심각성과 관련이 있다.

영양아세포 분화

또한 HAND1영양아세포에서 특이하게 발현되며 초기 영양아세포 거대세포 [20]분화에 필수적이다.태반 발육이 진행되기 위해서는 태반 이식, 모체 데시두아 리모델링, 호르몬 [20]분비와 같은 중요한 과정에 참여해야 한다.이 관계의 중요성은 HAND1-null 돌연변이 생쥐에서 입증되며, HAND1-null 돌연변이 생쥐에서는 감소된 외배엽 원추체, 얇은 두정 노른자낭, 감소된 영양아세포 [21]거대세포의 밀도 등 영양아세포 발달에 있어 유의한 이상을 보인다.이러한 동종 접합 HAND1-null 돌연변이 배아는 E7.5 임신으로 체포되었지만 영양아세포에 [21]대한 야생형 세포의 기여로 구할 수 있었다.

노른자낭혈관형성

HAND1은 발육 내내 배외막에서 높은 수준으로 발현되며, 노른자낭의 [22]혈관 발달에도 기능적인 역할을 한다.혈관 형성에 엄격히 요구되는 것은 아니지만, 데이터에 따르면 HAND1은 노른자낭의 혈관 형성 반응을 미세 조정하는 데 기여하고 있으며, 기능성 혈관 [22][9]체계에 원시 내피 신경총(plexus)을 정제하기 위해 내피 네트워크에 평활근 세포를 모집하고 있다.이러한 관계는 HAND1-null 마우스 모델에서 입증되었으며, HAND1 유전자가 없는 배아는 혈관이 정제되지 않아 노른자낭과 양막 [22]사이에 조혈세포가 축적되어 노른자낭 혈관구조 결함이 있었다.

레퍼런스

  1. ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리즈 89: ENSG00000113196 - 앙상블, 2017년 5월
  2. ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리즈 89: ENSMUSG000037335 - 앙상블, 2017년 5월
  3. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^ Russell MW, Baker P, Izumo S (January 1998). "Cloning, chromosomal mapping, and expression of the human eHAND gene". Mammalian Genome. 8 (11): 863–5. doi:10.1007/s003359900596. hdl:2027.42/42138. PMID 9337404. S2CID 7799338.
  6. ^ Knöfler M, Meinhardt G, Vasicek R, Husslein P, Egarter C (December 1998). "Molecular cloning of the human Hand1 gene/cDNA and its tissue-restricted expression in cytotrophoblastic cells and heart". Gene. 224 (1–2): 77–86. doi:10.1016/S0378-1119(98)00511-3. PMID 9931445.
  7. ^ a b "Entrez Gene: HAND1 heart and neural crest derivatives expressed 1".
  8. ^ Firulli AB (July 2003). "A HANDful of questions: the molecular biology of the heart and neural crest derivatives (HAND)-subclass of basic helix-loop-helix transcription factors". Gene. 312: 27–40. doi:10.1016/s0378-1119(03)00669-3. PMID 12909338.
  9. ^ a b c Smart N, Dubé KN, Riley PR (July 2010). "Identification of Thymosin β4 as an effector of Hand1-mediated vascular development". Nature Communications. 1 (4): 46. Bibcode:2010NatCo...1...46S. doi:10.1038/ncomms1041. PMC 2963826. PMID 20975697.
  10. ^ Asuthkar S, Gogineni VR, Rao JS, Velpula KK (May 2014). "Nuclear translocation of Hand-1 acts as a molecular switch to regulate vascular radiosensitivity in medulloblastoma tumors: the protein uPAR is a cytoplasmic sequestration factor for Hand-1". Molecular Cancer Therapeutics. 13 (5): 1309–22. doi:10.1158/1535-7163.MCT-13-0892. PMID 24623737.
  11. ^ a b c d e f Firulli BA, Fuchs RK, Vincentz JW, Clouthier DE, Firulli AB (August 2014). "Hand1 phosphoregulation within the distal arch neural crest is essential for craniofacial morphogenesis". Development. 141 (15): 3050–61. doi:10.1242/dev.107680. PMC 4197675. PMID 25053435.
  12. ^ a b Reamon-Buettner SM, Ciribilli Y, Traverso I, Kuhls B, Inga A, Borlak J (October 2009). "A functional genetic study identifies HAND1 mutations in septation defects of the human heart". Human Molecular Genetics. 18 (19): 3567–78. doi:10.1093/hmg/ddp305. PMID 19586923.
  13. ^ a b Zhou YM, Dai XY, Qiu XB, Yuan F, Li RG, Xu YJ, Qu XK, Huang RT, Xue S, Yang YQ (July 2016). "HAND1 loss-of-function mutation associated with familial dilated cardiomyopathy". Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. 54 (7): 1161–7. doi:10.1515/cclm-2015-0766. PMID 26581070. S2CID 22700829.
  14. ^ a b c Carlson BM (2014). Human Embryology and Developmental Biology (5th ed.). Philadelphia, Pa.: Elsevier/Saunders. ISBN 978-1-4557-2797-1.
  15. ^ Harvey RP (February 1999). "Seeking a regulatory roadmap for heart morphogenesis". Seminars in Cell & Developmental Biology. 10 (1): 99–107. doi:10.1006/scdb.1998.0277. PMID 10355034.
  16. ^ Togi K, Kawamoto T, Yamauchi R, Yoshida Y, Kita T, Tanaka M (June 2004). "Role of Hand1/eHAND in the dorso-ventral patterning and interventricular septum formation in the embryonic heart". Molecular and Cellular Biology. 24 (11): 4627–35. doi:10.1128/MCB.24.11.4627-4635.2004. PMC 416422. PMID 15143159.
  17. ^ a b McFadden DG, Barbosa AC, Richardson JA, Schneider MD, Srivastava D, Olson EN (January 2005). "The Hand1 and Hand2 transcription factors regulate expansion of the embryonic cardiac ventricles in a gene dosage-dependent manner". Development. 132 (1): 189–201. doi:10.1242/dev.01562. PMID 15576406.
  18. ^ Wolf M, Basson CT (May 2010). "The molecular genetics of congenital heart disease: a review of recent developments". Current Opinion in Cardiology. 25 (3): 192–7. doi:10.1097/HCO.0b013e328337b4ce. PMC 2930935. PMID 20186050.
  19. ^ Reamon-Buettner SM, Ciribilli Y, Inga A, Borlak J (May 2008). "A loss-of-function mutation in the binding domain of HAND1 predicts hypoplasia of the human hearts". Human Molecular Genetics. 17 (10): 1397–405. doi:10.1093/hmg/ddn027. PMID 18276607.
  20. ^ a b Scott IC, Anson-Cartwright L, Riley P, Reda D, Cross JC (January 2000). "The HAND1 basic helix-loop-helix transcription factor regulates trophoblast differentiation via multiple mechanisms". Molecular and Cellular Biology. 20 (2): 530–41. doi:10.1128/MCB.20.2.530-541.2000. PMC 85124. PMID 10611232.
  21. ^ a b Riley P, Anson-Cartwright L, Cross JC (March 1998). "The Hand1 bHLH transcription factor is essential for placentation and cardiac morphogenesis". Nature Genetics. 18 (3): 271–5. doi:10.1038/ng0398-271. PMID 9500551. S2CID 24923104.
  22. ^ a b c Morikawa Y, Cserjesi P (May 2004). "Extra-embryonic vasculature development is regulated by the transcription factor HAND1". Development. 131 (9): 2195–204. doi:10.1242/dev.01091. PMID 15073150.

추가 정보

외부 링크

이 기사에는 미국 국립 의학 도서관(미국 국립 의학 도서관)의 공공 도메인 텍스트가 포함되어 있습니다.