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國立陽明交通大學

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  • 科學

  • 發布日期:113-04-15
研究腦神經過程意外發現肺臟發育關鍵基因
基因對於器官長成與發育至關重要。科學家在腦神經研究過程中,發現一個關鍵基因不僅影響腦神經發育,基因缺失也會造成肺部發育異常。這項發現有助更加瞭解肺臟發育缺陷的病理,未來提供更多潛在的治療方法。

取得這項重大突破的本校神經科學研究所劉福清教授與陳仕昀博士,透過動物模式證實Nolz1基因在細胞早期發育成肺臟過程中扮演關鍵角色。Nolz1基因缺陷將導致肺部間質細胞增殖減少、上皮細胞分化異常,甚至是支氣管分支減少等缺陷,這些缺陷將嚴重影響肺臟的功能。

除此之外,研究團隊也找到影響Nolz1的上下游基因,證實肺部形態發育是透過「Fgf9-Nolz1-Wnt2」這條新發現的基因信號途徑來調控。這條新的基因信號途徑,是透過實驗中觀察到Nolz1基因剔除的小鼠肺臟,在給予Wnt2重組蛋白後,可以降低基因剔除後導致的肺部發育缺陷。另外,給予Fgf9重組蛋白後。發現在正常的小鼠肺部的Nolz1表現上升,顯示Fgf9為Nolz1上游基因。劉福清表示,這條新的基因信號途徑不僅是正常肺部發育的關鍵調控機制,也有助於科學家理解Nolz1基因突變的相關病理基礎,例如肺癌的形成。整體而言,這項發現代表著我們對肺部形態發育的理解有重大進展。

劉福清與陳仕昀研究團隊主要的研究方向是哺乳動物的神經發育,過去就曾發現Nolz1缺失會導致腦神經細胞發育異常。這次從腦神經「跨界」到肺部,發現同樣的基因不僅影響腦神經,也會影響肺臟發育。劉福清表示,當初因為發現Nolz1 在大腦與肺臟早期發育皆有高量的表現,再者Nolz1基因剔除的小鼠出生之後,肺部發育不完全而無法存活,因而研究Nolz1基因對肺臟發育的功能。Nolz1是許多不同種類動物演化的重要基因,過去也有科學家發現Nolz1的同源基因會影響果蠅氣管發育,所以才會推測是不是也會影響哺乳動物的肺部發育。

這項發現刊登在科學期刊《Development》,有助於瞭解肺腫瘤發生過程中與Nolz1基因有關病理,替提供肺部相關疾病的研究與治療另闢可能新路徑。
 
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