Functions of PXR and bHLH-PAS Genes in Fish Gastrointestinal Tract Developmnet (I)

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簡歷

基本資料

Project title

Code/計畫編號

NSC94-2313-B019-019

Translated Name/計畫中文名

PXR與bHLH-PAS基因對於魚類消化器官發育的功能(I)

Project Coordinator/計畫主持人

Chin-Hwa Hu

Funding Organization/主管機關

National Science and Technology Council

Department/Unit

Department of Bioscience and Biotechnology

Website

https://www.grb.gov.tw/search/planDetail?id=1120848

Year

2005

Start date/計畫起

01-08-2005

Expected Completion/計畫迄

01-07-2006

Bugetid/研究經費

1539千元

ResearchField/研究領域

生物科學
漁業

" 在我們先前的研究中發現斑馬魚ARNT2 基因受到抑制後會造成肝臟與胰臟外分泌系統發育停滯的現象，顯示bHLH-PAS 基因及其相關的細胞訊息傳遞系統參與了肝臟及胰臟外分泌系統的細胞分化工作。在另外一方面，我們先前亦從斑馬魚胚胎中選殖出一個與人類最重要的藥物代謝基因CYP3A4 相似的基因CYP3A65，並且此基因對抗生素 rifampicin 以及類皮質醣dexamethasone 有類似人類CYP3A4 的敏感反應增加基因表現的能力，顯示斑馬魚的CYP3A65 基因的調控機制可能與人類及哺乳動物的CYP3A 基因相似，接受細胞內的PXR::RXR 的訊息傳遞系統控制。但是CYP3A65 除了對PXR 的受質有敏感反應外，再發育時期對於戴奧辛（TCDD）亦有相當敏感的反應而增加表現的能力，而將其訊息傳遞的接受器AHR2 基因抑制後則CYP3A65 的表現消失，顯示 CYP3A65 亦同時受到AHR::ARNT 訊息傳遞系統的調控。目前對於PXR::RXR 以及 AHR::ARNT 兩個細胞傳遞系統在CYP3A65 基因調控的機制中相互的關係尚待釐清。在本計畫中，擬針對上述兩項重要的研究結果探討其分子機制。在肝臟及胰臟發育方面，我們將以reverse genetic study 的方式，將bHLH-PAS 基因（包括ARNT2，AHR1/AHR2， SIM1/SIM2，HIF-1alpha/ HIF-2alpha/ HIF-3alpha）以morpholino 進行基因弱化（knockdown）之後，以各發育時期的細胞專一性標識基因利用全覆式定位雜交分析表現的變化，找出造成發育異常的原因。此外我們亦將以基因晶片進行篩選受到基因弱化後胚胎內基因體表現的變化，找出其他可能影響發育的基因。針對確定的bHLH-PAS 下游基因，將以GFP 報導基因分析上游調控區域的活性，並以基因救援的方式確認各bHLH-PAS 基因及其相關的訊息傳遞系統參與發育工作的機制。在CYP3A65 以及PXR::RXR 和 AHR::ARNT 的研究方面，我們將利用前述reverse genetic study 的方式探討PXR::RXR 及 AHR::ARNT 相互間的關聯性。另外我們亦將選殖出CYP3A65 的上游調控序列接入GFP 螢光蛋白基因，建構出對藥物有敏感反映的螢光蛋白基因轉殖品系，做為探討藥物反應及消化器官發育相關研究的用途。本計畫預期將在bHLH-PAS 基因在胚胎發育的功能以及魚類藥物代謝分子機制兩項研究領域上獲得重要的成果。 "In vertebrate embryos, streams of cranial neural crest cells (CNCs) migrates rostrocaudally and interact with surrounding cells to shape the skull. Any defects in these processes may cause various cranial syndromes. During cranial cartilage development, the fate of CNCs is determined by coordinate interactions of intrinsic transcription factors and variety of external environmental signals. Here we show that repressing translation of Arnt2A/2B/2C, one of the critical targets of thyroid receptor-Associated protein (TRAP) 230-MED12, by antisense morpholino oligonucleotide caused multiple defects in zebrafish cranial cartilage development, including reduction of neural crest induction, disruption of cell migration, malformation of endodermal pouches, failure of pharyngeal chondorgenesis and mispatterning of neurocranium. Whole-mount in situ hybridization analyses revealed that a number of cranial neural crest markers, such as snail2, fkd6, edn1, shh, sox9a, sox9b and col2a1, were all repressed in arnt2a/2b/2c-knockdown embryos. Exogenous sox9a mRNA rescued cranial col2a1 transcription partially in those arnt2a/2b/2c loss-of-function embryos, indicating that arnt2a/2b/2c act upstream of sox9a and sox9b genes to modulate craniofacial neural crest differentiation. Our results delineate the critical and multiple roles of ARNT2-related signaling in vertebrate cranial cartilage development.

DSpace CRIS

Functions of PXR and bHLH-PAS Genes in Fish Gastrointestinal Tract Developmnet (I)

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