综述:转录因子PAX4:在胰腺发育过程中对胰岛素生成β细胞分化的作用及其与糖尿病的关联

【字体: 时间:2025年06月17日 来源:Molecular Biology 1.5

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  这篇综述系统阐述了转录因子PAX4(Paired Box 4)在胰腺β细胞发育、功能调控及糖尿病(DM)治疗中的核心作用。文章揭示了PAX4通过调控β细胞增殖与抗凋亡机制维持胰岛功能,其基因突变与多种糖尿病亚型相关,并探讨了基于PAX4靶向治疗(如细胞重编程)的潜在应用价值。

  

Abstract
PAX4作为胰腺特异性转录因子,在胚胎期主导胰岛素生成β细胞的分化,并在成熟β细胞病理适应中发挥核心调控作用。研究表明,PAX4过表达可显著促进β细胞增殖并增强其抗凋亡能力,而PAX4
基因突变与多种糖尿病亚型存在明确关联。

结构与表达调控
人类PAX4
基因定位于7号染色体,其编码蛋白包含保守的DNA结合结构域。在胰腺发育过程中,PAX4与PDX1、NKX6.1等转录因子协同调控内分泌前体细胞向β细胞谱系定向分化。表观遗传学分析显示,PAX4启动子区域甲基化状态直接影响其在成人胰岛中的表达水平。

功能机制
PAX4通过激活细胞周期蛋白(如Cyclin D2)和抑制促凋亡因子(如BAX)实现β细胞增殖与存活双重调控。实验证实,PAX4过表达可使β细胞增殖率提升3倍,同时增强其对氧化应激的抵抗能力。值得注意的是,PAX4与MAFA形成转录复合物,共同维持胰岛素基因(INS
)的表达稳态。

糖尿病关联
全基因组关联研究(GWAS)发现,PAX4
错义突变(如R121W)与亚洲人群早发型糖尿病显著相关。这些突变导致PAX4与DNA结合能力下降,进而影响β细胞功能补偿机制。动物模型显示,PAX4缺陷小鼠呈现进行性β细胞凋亡和糖耐量异常。

治疗前景
基于PAX4的细胞重编程策略取得突破:α细胞在PAX4强制表达下可转分化为功能性β样细胞。目前研究聚焦于小分子化合物(如Indolactam V)对PAX4信号通路的特异性激活,这为开发无需基因操作的糖尿病再生疗法提供新思路。

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