prd基因在果蝇器官发育过程中的作用及机制研究

Pax基因家族在进化中高度保守，其产物作为转录因子调节下游基因的表达和信号通路的开关，参与细胞的增殖、分化和迁移，并调控动物的胚胎发育、组织形成和器官分化。prd是最早被发现的Pax基因，对果蝇胚胎前后轴的建立、体节的形成及中枢神经系统的发育有重要作用。因prd突变体在胚胎晚期致死，故以往的研究仅限于其胚胎期功能。我们前期发表的工作揭示prd的条件性缺失会导致雄蝇副腺发育受阻并丧失生育能力，但机制尚不清楚。我们利用Gal4/UAS系统，通过GFP标记和追踪，发现prd在成虫副腺、外周神经系统和腿部转节有特异性表达。我们将在此基础上，研究prd在上述器官发育过程中的动态表达模式、功能及作用机制，鉴定与这些功能相关的蛋白结构域，并验证哺乳动物同源基因Pax3能否在果蝇中替代这些功能。本课题的开展将为阐明Pax3在哺乳动物发育过程中的正常功能及其突变体的致病机制提供帮助。

prd是Pax基因家族的首个成员，在果蝇早期胚胎发育过程中有重要调控作用。我们的前期研究发现prd基因在成体的多个器官中表达，提示其在器官发育中可能起重要作用。本项目对prd基因在器官发育过程中的表达、作用和机理进行了探讨，获得了如下结果：(1) prd基因在副腺、外周神经系统和腿部转节等器官的发育过程中的动态表达模式；(2) prd基因调控雄蝇副腺发育及其育性；(3) prd通过调节CycE的表达调控副腺发育；(4) 其它Pax基因对prd的功能具有干扰作用；(5) RED结构域特异性参与Prd 调控雄蝇附腺的晚期发育，但对Prd的其它功能并非必需；(6) Pax2基因在人类前列腺癌细胞中高表达，通过调控CycE促进前列腺癌细胞的增殖，且其功能也受其它Pax基因的干扰。本研究不仅揭示了prd基因在果蝇器官发育中的调控作用及机制，还证明了Pax基因的这种作用机制在人类细胞中高度保守。