NKX2-1

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NKX2-1(NK2 Homeobox 1),别名 TITF1TTF-1,是一个位于人类 14 号染色体上的同源盒(Homeobox)转录因子基因。它是甲状腺、肺和腹侧前脑(Ventral Forebrain)发育的“主调控基因”。在临床病理中,其蛋白产物(即 TTF-1)是诊断肺腺癌和甲状腺癌的金标准标志物。然而,在医学遗传学中,NKX2-1 的胚系突变会导致一种罕见的常染色体显性遗传病——脑-肺-甲状腺综合征,表现为舞蹈病、甲状腺功能减退和呼吸窘迫的三联征。

NKX2-1
Master Developmental Gene (点击展开)
                   [Image:NKX2-1_protein_homeodomain_structure.png]
含同源异型结构域 (Homeodomain)
基因全称 NK2 Homeobox 1
常用别名 TTF-1, TITF1, T/EBP
氨基酸数 (aa) 371 aa
分子量 (MW) 38.6 kDa
染色体位置 14q13.3
Entrez Gene 7080
UniProt P43699
HGNC ID 11825
遗传病 良性遗传性舞蹈病
脑-肺-甲状腺综合征
蛋白功能 转录因子 (结合 DNA)

发育生物学功能

NKX2-1 是一个具有组织特异性的“同源盒”(Homeobox)基因,它像建筑师一样,在胚胎发育早期界定了三个关键器官的形成:

1. 脑 (Brain):运动控制

在大脑发育中,NKX2-1 负责腹侧前脑(Ventral Forebrain)的特化。它指导了基底核(Basal Ganglia)中 GABA 能中间神经元的迁移。
缺失后果: 导致神经元迁移障碍,引起运动协调问题,如舞蹈病(Chorea)。

  • 2. 肺 (Lung):呼吸能力
    它是肺上皮细胞分化的决定性因子。它启动了表面活性物质蛋白(SP-A, SP-B, SP-C)的表达,防止肺泡塌陷。
    缺失后果: 严重的新生儿呼吸窘迫综合征(RDS)。
  • 3. 甲状腺 (Thyroid):代谢基础
    它与 PAX8 协同作用,调控甲状腺球蛋白(Tg)和甲状腺过氧化物酶(TPO)的合成。
    缺失后果: 先天性甲状腺功能减退(呆小症)。

遗传病:脑-肺-甲状腺综合征

NKX2-1 基因的单倍剂量不足(Haploinsufficiency,即坏了一个拷贝,剩下的不够用)会导致一种临床表现高度异质的综合征,称为 Brain-Lung-Thyroid Syndrome (BLT)

受累器官 核心症状 起病时间
神经系统
                   良性遗传性舞蹈病
(Benign Hereditary Chorea, BHC)
不自主的舞蹈样动作,智力通常正常。
婴儿期/学步期
肺部
                   呼吸窘迫综合征
间质性肺病 (ILD)、反复肺部感染
新生儿期 或 成年
甲状腺
                   先天性甲减
(Congenital Hypothyroidism)
新生儿筛查

注:并非所有患者都会出现全部三个症状(不完全外显率)。最常见的表现是神经系统症状(舞蹈病)。

基因扩增与肿瘤

  • 世袭扩增 (Lineage-survival Oncogene):肺腺癌 中,NKX2-1 不仅是标记物,更是一个维持癌细胞生存的癌基因。约 10%-15% 的肺腺癌存在 14q13.3 区域的基因扩增。
  • 治疗靶点: 抑制 NKX2-1 在理论上可以抑制肺腺癌生长,但由于它对正常肺组织也至关重要,直接靶向难度极大。目前研究集中在其下游通路。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Kimura S, et al. (1996). The T/ebp null mouse: thyroid-specific enhancer-binding protein is essential for the organogenesis of the thyroid, lung, ventral forebrain, and pituitary. Genes & Development.
[基础研究]:通过基因敲除小鼠模型,首次确立了 NKX2-1 对甲状腺、肺和大脑发育的绝对必要性。

[2] Devriendt K, et al. (1998). The syndrome of congenital hypothyroidism, lung hypoplasia, and choreoathetosis. New England Journal of Medicine.
[临床遗传]:首次报道了人类 NKX2-1 缺失导致的“脑-肺-甲状腺综合征”。

[3] UniProt Consortium. UniProtKB - P43699 (NKX21_HUMAN).
[生化数据]:提供了关于 NKX2-1 蛋白序列、结构域及转录调节功能的详细参数。

           NKX2-1 · 知识图谱
蛋白产物 TTF-1 (病理诊断常用名)
相关疾病 脑-肺-甲状腺综合征 • 舞蹈病 • 肺腺癌
调控下游 表面活性物质 (SP-A/B/C) • 甲状腺球蛋白 (Tg)
分子类型 Homeobox 转录因子 • 谱系生存基因