第一部分 T-box家族转录因子-TBX5与发育和疾病　　T-box基因家族是一群转录因子，它们共享一段含有大约180个氨基酸的高度保守、序列特异的DNA结构域(T-box)。根据HUGO基因命名委员会(HGNC)，共有18个T-box家族成员。这些T-box基因在胚胎形成和心脏发育中承担了重要的作用，多种T-box基因包括TBX5在哺乳动物心脏发育中都有其特定的表达模式。TBX5由三个转录变异体组成，它们含有9个外显子并且编码两个在N末端截然不同的亚型。由于在霍奥综合症(HOS)中观察到，TBX5基因突变会引起典型的心脏缺陷，在过去的十年中，TBX5可能是最经常被研究的T-box基因。大多数的TBX5突变都发生在外显子3-7中，即位于T-box结构域的序列编码区。值得注意的是，各种各样的心脏缺陷和肢体及其他器官的异常都能在伴有多种TBX5基因突变的霍奥综合症中被观察到，表明存在着一个多种多样的疾病机制。我们对TBX5进行meta分析，发现它的单核苷酸多态性(SNP)rs3825214(A-G)和房颤及其亚型的风险性之间有着显著的相关性，支持TBX5是心脏发育的一个主要转录因子。此外，这个SNP的生物信息学分析也确定了几个与TBX5的结合亲和力可能被影响的转录因子。更多TBX5基因突变及其SNP的分离和鉴定将为针对TBX5相关发育异常和疾病的治疗带来希望。　　第二部分 T-box家族转录因子Tbx5潜在抑制Col10a1基因表达及软骨细胞肥大成熟的功能性研究　　研究背景：　　十型胶原蛋白基因（Col10a1）特异性地高表达于肥大型软骨细胞中。在多种骨骼疾病中发现，人类COL10A1基因变异或异常表达常伴发软骨成熟或肥大的异常。本实验室此前的研究证实，Runx2通过与小鼠Col10a1基因增强子直接结合从而成为介导其特异性表达的必需转录因子。值得关注的是，有多种转录因子，包括Tbx5，预测其结合位点毗邻或位于Runx2与Col10a1增强子的结合位点。通过检测这些Col10a1基因增强子候选转录结合因子在多种小鼠软骨细胞模型中的表达情况，我们推测Tbx5与Col10a1增强子疑似结合，表达成负相关，是潜在的Col10a1基因调节的抑制因子。　　研究目的：　　在两种不同的小鼠软骨细胞模型中，研究Tbx5与Col10a1基因表达的相关性及其影响软骨细胞肥大成熟的体外功能。　　研究方法：　　（1）运用启动子序列分析软件MATCH预测和已知150-bp Col10a1基因增强子结合的候选转录因子，在小鼠MCT、ATDC5细胞模型中，荧光定量PCR技术检测候选因子的表达情况。这两种细胞模型可分为增殖型和肥大型两种状态，其培养条件和标志基因的表达也不相同。　　（2）构建Pcmv-Tbx5、Col10a1-Tbx5质粒载体。　　（3）应用基因转染、RNA干扰和细胞染色等技术，在MCT细胞和ATDC5细胞中过表达或抑制Col10a1基因候选转录结合因子Tbx5的表达，从而探讨其对Col10a1基因表达和软骨细胞肥大成熟的调控作用。　　研究结果：　　（1）软件MATCH预测的结果显示，150-bp Col10a1基因增强子共有6个潜在的候选转录结合因子。荧光定量PCR技术检测结果表明：在MCT和ATDC5两种高表达Col10a1基因的肥大型软骨细胞中，只有Tbx5基因的表达都降低。　　（2）我们在MCT和ATDC5两种软骨细胞模型中过表达Tbx5基因可导致Col10a1基因的表达均显著降低，而干扰细胞中Tbx5的表达则显著提高Col10a1基因的表达，表明Tbx5负向调控Col10a1基因的表达。可能抑制软骨细胞的成熟分化。　　研究结论：　　MATCH软件预测有6个候选转录因子与小鼠150bp Col10a1基因增强子结合。在MCT和ATDC5两种软骨细胞模型中，Tbx5与Col10a1基因的高表达呈负相关，因而潜在抑制软骨细胞的成熟分化。Tbx5可能与Runx2等多种转录因子协同调节Col10a1基因表达进而影响相关骨骼发育和疾病中软骨细胞成熟的进程。