更新于：2024-05-01

MSX2

msh homeobox 2

更新于：2024-05-01

基本信息

别名

CRS2、FPP、Homeobox protein Hox-8

+ [7]

简介

Acts as a transcriptional regulator in bone development. Represses the ALPL promoter activity and antagonizes the stimulatory effect of DLX5 on ALPL expression during osteoblast differentiation. Probable morphogenetic role. May play a role in limb-pattern formation. In osteoblasts, suppresses transcription driven by the osteocalcin FGF response element (OCFRE). Binds to the homeodomain-response element of the ALPL promoter.

关联

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908

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2024-02-10·Cell stem cell

Canonical Wnt signaling directs the generation of functional human PSC-derived atrioventricular canal cardiomyocytes in bioprinted cardiac tissues.

Article

作者: Chenxi Ye ; Chuanlai Yang ; Heqiang Zhang ; Rui Gao ; Yingnan Liao ; Yali Zhang ; Lingjun Jie ; Yanhui Zhang ; Tong Cheng ; Yan Wang ; Jie Ren

The creation of a functional 3D bioprinted human heart remains challenging, largely due to the lack of some crucial cardiac cell types, including the atrioventricular canal (AVC) cardiomyocytes, which are essential to slow down the electrical impulse between the atrium and ventricle. By utilizing single-cell RNA sequencing analysis and a 3D bioprinting technology, we discover that stage-specific activation of canonical Wnt signaling creates functional AVC cardiomyocytes derived from human pluripotent stem cells. These cardiomyocytes display morphological characteristics and express molecular markers of AVC cardiomyocytes, including transcription factors TBX2 and MSX2. When bioprinted in prefabricated cardiac tissues, these cardiomyocytes successfully delay the electrical impulse, demonstrating their capability of functioning as the AVC cardiomyocytes in vitro. Thus, these findings not only identify canonical Wnt signaling as a key regulator of the AVC cardiomyocyte differentiation in vitro, but, more importantly, provide a critical cellular source for the biofabrication of a functional human heart.

2024-01-30·Nanoscale

Out-of-plane pressure and electron doping inducing phase and magnetic transitions in GeC/CrS₂/GeC van der Waals heterostructure.

Article

作者: Kaiyun Chen ; Xue Yan ; Junkai Deng ; Cunle Bo ; Mengshan Song ; Dongxiao Kan ; Jiabei He ; Wangtu Huo ; Jefferson Zhe Liu

Out-of-plane pressure and electron doping can affect interlayer interactions in van der Waals materials, modifying their crystal structure and physical and chemical properties. In this study, we used magnetic monolayer 1T/1T'-CrS₂ and high symmetry 2D-honeycomb material GeC to construct a GeC/CrS₂/GeC triple layered van der Waals heterostructure (vdWH). Based on density functional theory calculations, we found that applying out-of-plane strain and doping with electrons could induce a 1T'-to-1T phase transition and consequently the ferromagnetic (FM)-to-antiferromagnetic (AFM) transition in the CrS₂ layer. Such a phase and magnetic transition arises from the pressure and electron-induced interlayer interaction enhancement. The electron doping can effectively decrease the critical compressive stress from ∼4.3 GPa (charge neutrality) to ∼664 MPa (Q = 9 × 10^-3 e^- per atom) for the FM-to-AFM transition. These properties could be used to fabricate and program the 2D lateral FM/AFM heterostructures for artificial controlled spin texture and miniaturized spintronic devices.

2023-12-18·BMC cancer

The benign nature and rare occurrence of cardiac myxoma as a possible consequence of the limited cardiac proliferative/ regenerative potential: a systematic review.

Review

作者: Ovais Shafi ; Ghazia Siddiqui ; Hassam A Jaffry

BACKGROUND:

Cardiac Myxoma is a primary tumor of heart. Its origins, rarity of the occurrence of primary cardiac tumors and how it may be related to limited cardiac regenerative potential, are not yet entirely known. This study investigates the key cardiac genes/ transcription factors (TFs) and signaling pathways to understand these important questions.

METHODS:

Databases including PubMed, MEDLINE, and Google Scholar were searched for published articles without any date restrictions, involving cardiac myxoma, cardiac genes/TFs/signaling pathways and their roles in cardiogenesis, proliferation, differentiation, key interactions and tumorigenesis, with focus on cardiomyocytes.

RESULTS:

The cardiac genetic landscape is governed by a very tight control between proliferation and differentiation-related genes/TFs/pathways. Cardiac myxoma originates possibly as a consequence of dysregulations in the gene expression of differentiation regulators including Tbx5, GATA4, HAND1/2, MYOCD, HOPX, BMPs. Such dysregulations switch the expression of cardiomyocytes into progenitor-like state in cardiac myxoma development by dysregulating Isl1, Baf60 complex, Wnt, FGF, Notch, Mef2c and others. The Nkx2-5 and MSX2 contribute predominantly to both proliferation and differentiation of Cardiac Progenitor Cells (CPCs), may possibly serve roles based on the microenvironment and the direction of cell circuitry in cardiac tumorigenesis. The Nkx2-5 in cardiac myxoma may serve to limit progression of tumorigenesis as it has massive control over the proliferation of CPCs. The cardiac cell type-specific genetic programming plays governing role in controlling the tumorigenesis and regenerative potential.

CONCLUSION:

The cardiomyocytes have very limited proliferative and regenerative potential. They survive for long periods of time and tightly maintain the gene expression of differentiation genes such as Tbx5, GATA4 that interact with tumor suppressors (TS) and exert TS like effect. The total effect such gene expression exerts is responsible for the rare occurrence and benign nature of primary cardiac tumors. This prevents the progression of tumorigenesis. But this also limits the regenerative and proliferative potential of cardiomyocytes. Cardiac Myxoma develops as a consequence of dysregulations in these key genes which revert the cells towards progenitor-like state, hallmark of CM. The CM development in carney complex also signifies the role of TS in cardiac cells.

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2024-04-07

·生物探索

Dev Cell | 南方医科大学高学飞/孙良忠/艾珊珊发现人细胞滋养层命运的决定和滋养层干细胞的建立的调控新机制

引言人胎盘祖细胞滋养细胞(CT)细胞的分化对成功妊娠至关重要，但其潜在机制尚不清楚。2024年4月5日，南方医科大学高学飞、孙良忠及艾珊珊共同通讯在Developmental Cell在线发表题为“SP6 controls human cytotrophoblast fate decisions and trophoblast stem cell establishment by targeting MSX2 regulatory elements”的研究论文，该研究表明SP6通过靶向MSX2调控元件控制人细胞滋养层命运的决定和滋养层干细胞的建立。该研究确定了转录因子(TF)，特异性蛋白6 (SP6)，作为人类物种特异性滋养细胞谱系TF在人胎盘CT细胞中表达。以多能干细胞为模型，证明了SP6控制CT的产生和滋养细胞干细胞(TSCs)的建立，并鉴定了msh同源盒2 (MSX2)是这些事件的下游效应因子。在机制上，SP6与组蛋白乙酰转移酶P300相互作用，改变H3K27ac靶向调控元件的结构，从而有利于转录激活，促进CT细胞命运决定和TSC维持。该研究结果表明SP6是人类滋养细胞谱系的调节因子，并暗示其在胎盘发育和胎盘疾病的发病过程中发挥作用。胎盘是在怀孕期间发育的一个巨大的临时器官，通过促进营养物质和激素信息的交换，在胎儿和母亲的发育和健康中起着至关重要的作用。胎盘发育和功能缺陷可导致妊娠相关疾病，包括先兆子痫、胎儿生长受限、复发性流产和死产人类胎盘的基本功能是由三种主要类型的滋养细胞完成的:合胞滋养细胞(STBs)、胞外滋养细胞(EVTs)和细胞滋养细胞(CT)。ST细胞是多核的，产生胎盘激素，而EVT滋养细胞侵入母体蜕膜并重塑连接胎儿和母体的螺旋动脉。作为一种多能祖细胞群，单核CT细胞早在性交后8天就产生了，并且能够在快速发育的胎盘内的不同位置分化为STs和EVTs。这些细胞可以在特定条件下分离培养，生成具有ST和EVT分化潜力的可再生胎盘类器官和滋养细胞干细胞(TSCs)。尽管CT细胞的协调命运承诺对于成功妊娠期间的功能胎盘至关重要，但控制人类CT命运编程和发育的分子机制，特别是转录因子(TFs)仍然难以捉摸。人类胎盘CT被指定在怀孕的非常早期阶段，胎盘组织的可用性体外研究在伦理上是有限的和不切实际的。人多能干细胞(hPSCs)可以在不同的培养条件下分化为滋养层细胞和TSCs，先前的研究表明，多能干细胞衍生的衍生物在整体基因表达模式、DNA甲基化谱以及重要的功能特征方面与体内同类细胞具有高度相似性。鉴于造血干细胞允许复杂的遗传修饰，它们提供了一个独特的模型来研究体外调节人类滋养细胞分化的机制。模式图（Credit: Developmental Cell）该研究表明，SP6，这个先前被认为是牙齿发育的主要调控因子，是人类特有的滋养细胞谱系TF。它通过改变与胎盘发育相关的靶位点的组蛋白状态，在调节人类CT细胞命运决定和TSC维持中发挥作用，将该TF定位在人类滋养细胞谱系发育的调节网络中，并进一步表明小鼠和人类胎盘发育调节的差异性。综上，该研究发现SP6是CT细胞命运决定和干性维持的调节因子，并提供了潜在机制的分子见解。原文链接https://doi.org/10.1016/j.devcel.2024.03.025责编|探索君排版|探索君文章来源|“iNature”End往期精选围观一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版）热文Nature | 破除传统：为何我们需要重新思考肿瘤的命名方式热文Nature | 2024年值得关注的七项技术热文Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望热文CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述

2022-06-04

·生物谷

白发有救啦！新研究揭示头发变白的原因并找到干预靶点

头发变白往往被人们视为人体衰老的自然现象，中老年人常常通过染发来让自己显得更年轻。头发的颜色和健康程度与毛囊紧密相关。毛囊负责生长毛发的皮肤器官，也是哺乳动物唯一终生呈周期性循环的器官，分布在除了手掌、脚掌和嘴唇以外的全身体表的皮肤上。除此之外，毛囊可以帮助表皮维持机体免受外界环境的损伤，在生理性的组织更新和外伤修复中发挥重要作用。由于人类毛囊在疾病和健康状态下的工作机制尚不清楚，因此脱发和头发变灰这些常见的现象一般没有被很好地控制，甚至一些治标不治本的“偏方”有可能导致其他的健康问题。头发变白通常是从中年开始的一个渐进过程，Nishimura, E. K.等人曾发现，与衰老相关的头发变灰与黑素细胞和黑素细胞干细胞（MeSC）的耗竭有关。这一耗竭过程可能受到皮肤微环境因素的影响，如氧化应激和神经内分泌信号。头发像指甲一样大部分是由角质组成的，变白的头发在生长速度和生物物理特性方面也与有色的同类头发不同，这表明它们的毛囊上皮谱系发生了变化。Tanimura, S.等人和Lu, Z.等人通过小鼠研究发现，毛囊中的上皮干细胞为黑素细胞干细胞提供了功能生态位（Functional Niche）并指导其分化。要研究头发变白，就要从毛囊入手。那么微观视角下的毛囊细胞谱系是什么样的呢？2022年5月24日，中科院上海营养与健康研究所张亮研究员团队等在Cell Discovery上发表了研究论文《单细胞转录组学揭示人类头皮毛囊的谱系轨迹并揭示头发变灰的机制》。该研究通过单细胞转录组测序，发现人类头发变白的早期阶段与基质毛发祖细胞的特定耗竭有关，与毛囊干细胞无关。其中，毛发祖细胞的耗竭伴随着P53通路激活，通过添加P53抑制剂能够改善小鼠头发变白的情况。该研究为改善头发变白状况开辟了富有希望的治疗途径。研究人员在获取健康个体的知情同意后，收集了他们遗弃的整形手术标本。这些人头皮样品经过处理后，研究人员使用镊子逐个取出毛囊。随后，研究人员对毛囊细胞悬液进行了单细胞转录组测序。图注：单细胞转录组测序揭示人头皮毛囊的细胞类型组成获取到测序数据后，研究人员根据已知谱系标记（marker）的表达，对12群（cluster）细胞的特性进行了粗略的描绘。并使用monocle3进行了伪时间分析，研究了10个毛囊上皮细胞群（cluster）之间的差异轨迹。从免疫荧光染色图中，我们可以看出不同毛囊细胞群的空间分布情况，其中标记KRT15和CD200的荧光在毛囊的中上部有富集。通过将人头皮转录组数据中的SC1和SC2细胞群进一步分群（subcluster），研究人员发现了人头皮毛囊显示出与小鼠不同的分子特征。对增殖细胞进一步分群后发现，人类基质短暂扩增细胞（TAC）包含具有明显分化趋势的异质细胞群体。MxTA亚群遵循不同谱系的特征拓扑结构，从中央祖细胞群（M2）分支而来。图注：SCENIC分析揭示人头皮毛囊中的转录调控网络为了深入了解人头皮毛囊中的转录调控网络，研究人员使用SCENIC识别了与每个细胞群中特定转录因子相对应的显著富集的基因调控网络（调控子），确定了56个重要的转录调控子。已知的毛囊基质关键转录因子MSX2和LEF1的调控子如预期的那样富集在基质组中。JUN和FOS的调控子（两个AP-1家族转录因子）在人毛囊干细胞中富集，这两个家族尚未参与小鼠成年毛囊干细胞的调节。这些数据表明，人毛囊干细胞的转录调控可能与小鼠显著不同。GSEA分析表明，在大多数细胞群中，F62W-vs-F62B（年老）基因表达变化与F31W-vs-F31B（年轻）基因表达变化高度一致，说明年轻和年老个体中头发变灰是由共同的转录机制所调控的。与黑色人头皮毛囊相比，白色人头皮毛囊免疫细胞数量显著增加。基质短暂扩增细胞的耗竭是与头发变灰相关的主要毛囊变化。P53通路靶点P2159和DNA损伤标记物组蛋白γH2Ax60在白色人头皮毛囊细胞基质中也显著升高，这支持了P53通路在灰色人头皮毛囊基质中被激活的观点。图注：药物抑制P53通路可改善电离辐射诱导的小鼠头发变灰最后，研究人员将P53抑制剂药物pifithrin-alpha（PFTα）63或溶剂对照物（Sol）局部给药于局部电离辐射（LIR）小鼠，剂量2μg/cm2，每3天一次，共5次。PFTα治疗显著降低了受照皮肤区域的头发变灰表型，而没有引起相同小鼠未经治疗皮肤区域的明显变化。在这个研究中，研究人员排除滤泡间表皮、真皮和各种其他组织的干扰，只对毛囊的细胞组成进行了研究，且对不同的细胞群进行调控因子的探索，找到了与头发变白相关的通路。并证实了该通路的抑制剂PFTα在小鼠中对头发变灰有疗效，这给白发的治疗带来了启示。参考来源：1.Nishimura, E. K., Granter, S. R. & Fisher, D. E. Mechanisms of hair graying: incomplete melanocyte stem cell maintenance in the niche. Science 307, 720–724 (2005).2.Tanimura, S. et al. Hair follicle stem cells provide a functional niche for melanocyte stem cells. Cell Stem Cell 8, 177–187 (2011).3.Lu, Z. et al. Hair follicle stem cells regulate retinoid metabolism to maintain the self-renewal niche for melanocyte stem cells. Elife 94.Wu, Sijie, Yao Yu, Caiyue Liu, Xia Zhang, Peiying Zhu, You Peng, Xinyu Yan et al. "Single-cell transcriptomics reveals lineage trajectory of human scalp hair follicle and informs mechanisms of hair graying." Cell Discovery 8, no. 1 (2022): 1-20.撰文 | 拉缇莎编辑 | 小耳朵单细胞多组学研究与临床应用从2009年首个单细胞RNA测序技术问世，单细胞测序技术在十余年的时间得到了迅速发展，特别是2017年人类细胞图谱计划启动，为单细胞测序技术应用提供了非常广阔的空间。在单细胞水平研究基础上整合转录组、基因组、表观遗传组、蛋白质组或空间状态等两种或多种组学信息的单细胞多组学技术凭借其潜在的发展和应用空间被 Nature Methods 评选为2019年的年度技术方法，这预示着单细胞多组学将成为热门研究趋势。为加强科研院校、医院以及相关研究企业等多方沟通交流和资源信息共享，系统地展示国内单细胞多组学技术的重大研究进展及最新研究成果，探讨单细胞多组学技术目前面临的挑战，共同寻求解决方案，会议诚邀临床应用科学家、科研人员及企业相关研究人员共同探索单细胞多组学的技术发展前景，为专家、学者和企业提供交流学习的机会，助力单细胞多组学技术快速进入临床应用，造福人类。了解更多会议信息，扫描下方二维码加入群聊！（请一定要备注“姓名+职位+想要了解的会议名称”哦！）上万科研人员交流基地，扫码加入“科研交流群”，找到组织，让科研更轻松！