脳科学辞典 - 利用者の投稿記録 [ja]

放射状グリア細胞

2021-08-02T04:13:31Z

Takakokikkawa:

<div align="right">
[https://researchmap.jp/t-kikkawa 吉川貴子]、[http://researchmap.jp/noriko1128 大隅典子] 
''東北大学大学院医学系研究科　発生発達神経科学分野'' 
DOI：<selfdoi />　原稿受付日：20XX年6月9日　原稿完成日：20XX年6月17日 
担当編集委員： 
</div>

英：radial glial cells

{{box|text=　放射状グリア細胞は、胎生期脳の発生過程における、自己複製能と多分化能を持つ神経幹細胞（神経前駆細胞）である。放射状グリア細胞は、脳表面（軟膜側）まで非常に長い放射状の突起を伸ばしており、この突起は放射状グリア細胞から生み出された新生ニューロンが軟膜側に移動する際の足場となる。基底膜方向に向かう放射状の突起は基底膜側突起と呼ばれ、突起の先端部は基底膜に接して固定されている。一方、脳室面側では、放射状グリア細胞は細胞接着装置によって互いに繋ぎとめられている。ヒトなどの霊長類で特に発達した大脳皮質原基において、脳室帯の外側にある外側脳室下帯には、脳室面側の突起が無く基底膜側突起のみを持つ放射状グリア細胞（outer radial glial cells, oRG cells）が豊富に存在する。oRG 細胞もまた神経幹細胞として働き、進化の過程において大脳皮質の拡大に貢献したことが近年明らかになっている。}}

== 放射状グリア細胞とは ==
[[Image: 放射状グリア図1.jpg|thumb|right|300px|'''図1 放射状グリア細胞の役割''']]
放射状グリア細胞は、その名が示す様に、長い放射状の突起を持つ特徴的な形態をしている。放射状グリア細胞は、胎生期の[[wikipedia:ja:中枢神経系|中枢神経系]]（[[wikipedia:ja:脳|脳]]・[[wikipedia:ja:脊髄|脊髄]]）に存在する。
放射状グリア細胞は[[神経幹細胞]]（[[神経前駆細胞]]）として様々な神経系の細胞を産生する。発生初期では[[神経幹細胞]]は神経上皮細胞という丈の短い形態をしており、[[wikipedia:ja:自己複製|自己複製]]を繰り返す（「[[細胞増殖]]」参照）。発生中期になると神経上皮細胞は、放射状方向に伸びて長くなり、[[軟膜]]側へと突起を伸ばした放射状グリア細胞となる。放射状グリア細胞は、非対称分裂を行って積極的に[[ニューロン]]を生み出す（図1）。また、中間型増殖細胞という[[ニューロン]]のみを生み出す一過性の前駆細胞にも分化し、この細胞は[[脳室帯]]よりも[[軟膜]]側に位置する[[脳室下帯]]に位置している（「神経前駆細胞」参照）。発生後期になると[[グリア細胞]]（[[アストロサイト]]や[[オリゴデンドロサイト]]）を産生するようになる（「[[脳室帯]]」参照）。
放射状グリア細胞は、高い極性を持ち、[[脳室]]面側が頂端側、[[軟膜]]側が[[wikipedia:ja:基底膜|基底膜]]側となる（図1）。放射状グリア細胞は、[[wikipedia:ja:基底膜|基底膜]]側に向かって非常に長い放射状の突起を伸ばしており、この突起は基底膜側突起（basal processes）と呼ばれる。基底膜側突起の先端部は[[wikipedia:ja:基底膜|基底膜]]に接して固定されている。この突起は、放射状グリア細胞から生み出された新生[[ニューロン]]が[[軟膜]]側に移動する際の「足場」となり、[[ニューロン]]が適切な場所へと配置されるのに重要である。一方、放射状グリア細胞の頂端側は、[[wikipedia:ja:細胞接着|細胞接着]]装置によって隣接した放射状グリア細胞に繋ぎとめられている。放射状グリア細胞の核は[[脳室]]面側の[[脳室帯]]にとどまり、[[wikipedia:ja:細胞周期|細胞周期]]依存的に核が移動し（「[[エレベーター運動]]」参照）、[[脳室]]面で[[wikipedia:ja:細胞分裂|細胞分裂]]が起こる。
なお、[[ニューロン新生]]が生後も続く[[海馬]]でも、[[神経幹細胞]]は放射状グリアの形態を取ることが知られている（[[ニューロン新生]]参照）。

== 放射状グリア細胞に局在する分子 ==
[[Image: 放射状グリア図2.jpg|thumb|right|200px|'''図2 放射状グリア細胞に発現する分子''']]
放射状グリア細胞は非常に極性が高く、細胞内での分子の局在は著しく偏っている（図2）。
放射状グリア細胞の核には、[[転写制御因子]]のpaired box 6（Pax6）やSRY-box 2（Sox2）が発現する<ref><pubmed> 9856459 </pubmed></ref><ref><pubmed> 7748786 </pubmed></ref>。Pax6の機能阻害により[[神経幹細胞]]の増殖や分化に異常が生じる<ref><pubmed> 9856459 </pubmed></ref><ref><pubmed> 11896398 </pubmed></ref><ref><pubmed> 18467663 </pubmed></ref>（「[[Pax遺伝子群]]」参照）。
基底膜側突起には、脂肪酸結合タンパク質のBLBP（Fabp7）、アストロサイト特異的なグルタミン酸トランスポーターのGLAST（Slc1a3）、放射状グリアマーカーのRC2などが発現する<ref><pubmed> 8161459 </pubmed></ref><ref><pubmed> 9364068 </pubmed></ref><ref><pubmed> 11133151 </pubmed></ref>。 Fabp7はPax6の転写制御を受けており<ref><pubmed> 29984875 </pubmed></ref>、[[神経幹細胞]]の増殖を維持する<ref><pubmed> 16237179 </pubmed></ref>。
頂端側には、[[wikipedia:ja:細胞接着分子|細胞接着分子]]、とくに[[アドヘレンスジャンクション]]関連分子のN-カドヘリン（Cdh2）やβ-カテニン（Ctnnb1）が局在し、放射状グリア細胞同士をお互いに接着させている<ref><pubmed> 3817290 </pubmed></ref><ref><pubmed> 17222817 </pubmed></ref>。[[ニューロン]]が分化する際には、[[wikipedia:ja:細胞接着分子|細胞接着分子]]の発現が低下し、[[脳室]]面からのすみやかな離脱と外側への移動が開始する<ref><pubmed> 24715457 </pubmed></ref><ref><pubmed> 31239441 </pubmed></ref>。[[中心体]]タンパクのナイニン（Ninein, Nin）も頂端側に局在しており、放射状グリア細胞の[[エレベーター運動]]を制御している<ref><pubmed> 23862022 </pubmed></ref>。
基底膜側突起の先端部は[[wikipedia:ja:基底膜|基底膜]]に接しており、細胞外基質からインテグリン受容体を介して増殖のためのシグナルを受け取っている<ref><pubmed> 24496617 </pubmed></ref>。近年、[[大脳皮質]]では、[[脆弱X症候群]]の原因遺伝子FMR1にコードされるRNA結合タンパク質のFMRPが、基底膜側突起の先端部に存在し、特定の[[wikipedia:ja:伝令RNA|mRNA]]を輸送していることが明らかになった<ref><pubmed> 21273427 </pubmed></ref><ref><pubmed> 27916527 </pubmed></ref><ref><pubmed> 33323119 </pubmed></ref>。また、[[wikipedia:ja:細胞周期|細胞周期]]促進因子のCyclin D2（Ccnd2）の[[wikipedia:ja:伝令RNA|mRNA]]や[[wikipedia:ja:タンパク質|タンパク質]]が基底膜側突起の先端部に集積しており、放射状グリア細胞の運命決定を行なう可能性が示唆された<ref><pubmed> 3343330 </pubmed></ref>。

== 放射状グリア細胞と脳の進化 ==
[[Image: 放射状グリア図3.jpg|thumb|right|350px|'''図3 大脳皮質発生様式の種による違い''']]
[[wikipedia:ja:霊長目|霊長類]]などで特に発達した[[大脳皮質]]においては、[[脳室帯]]（ventricular zone, VZ）および[[脳室下帯]]（subventricular zone, SVZ）のさらに外側に、発達した増殖層が存在する。この層は、外側脳室下帯（outer sub ventricular zone, OSVZ）と呼ばれ、脳室面側突起が無く基底膜側突起のみを持つ放射状グリア細胞（outer radial glial cells, oRG cells）が豊富に存在する<ref><pubmed> 20154730 </pubmed></ref>。oRG 細胞は[[神経幹細胞]]として働き、[[転写制御因子]]のPax6, Sox2, HopX（HOP homeobox）などの分子マーカーを発現する<ref><pubmed> 20436478 </pubmed></ref><ref><pubmed> 20154730 </pubmed></ref><ref><pubmed> 26406371 </pubmed></ref>。マウスではoRG 細胞がごく少数であるのに対し、ヒトを含む[[wikipedia:ja:霊長目|霊長類]]では多くのoRG細胞が存在し、莫大な数の[[ニューロン]]を生み出すことに繋がったと考えられている（図3）。このような放射状グリア細胞集団が進化の過程において[[大脳皮質]]の拡大に貢献した可能性が高い。

== 参考文献 ==

<references />

全胚培養

2021-08-02T04:05:06Z

Takakokikkawa:

<div align="right">
[http://researchmap.jp/t-kikkawa 吉川貴子]、[http://researchmap.jp/noriko1128 大隅典子] 
''東北大学大学院医学系研究科'' 
DOI：<selfdoi />　原稿受付日：2012年5月7日　原稿完成日：2012年10月25日 
担当編集委員：[http://researchmap.jp/fujiomurakami 村上富士夫]（大阪大学大学院生命機能研究科） 
</div>

英：whole embryo culture　英略語：WEC

同義語：子宮外培養法（''ex utero'' culture）

{{box|text=
　全胚培養とは、着床後の哺乳類胚を母体から取り出し、一定期間試験管の中で培養する手法である。全胚培養法の確立により、哺乳類胚においても局所標識による細胞系譜の追跡、移植実験、組織・領域特異的な遺伝子導入などが可能なった。ラット、マウスだけではなく、ハムスター、モルモット、ウサギ、スンクスなどの動物種でも培養可能である。}}

== 歴史 ==

　哺乳類の[[wj:胎児|胎児]]は[[wj:子宮|子宮]]の中で発育することから、[[wj:鳥類|鳥類]]や[[wj:魚類|魚類]]のようには[[wj:発生|発生]]段階を時間に沿って観察することが出来ない。哺乳類の胎児を体外へと取り出して観察する試みは古くから試されてはいたものの、1920年代までは[[wj:初期胚|初期胚]]（[[wj:卵|卵]]、[[wj:胞胚|胞胚]]）に関する報告しかなかった。

　1930年代になってようやく、着床後の胚を培養する試みが始まり、その後1960年代の[[wj:サリドマイド|サリドマイド]]事件により[[wj:催奇性|催奇形性]]に関する社会の関心が増大したことなどを背景に、哺乳類の[[wj:動物の器官形成|器官形成]]期を研究するための方法に新たな興味が注がれるようになった。この時期に開発されたのが、Watch glass cultureと呼ばれる方法である<ref><pubmed> 5928270 </pubmed></ref>。Watch glass cultureでは、[[wj:培養液|培養液]]（[[wj:血清|血清]]）と胚を入れた時計皿をシャーレの中に入れ、高湿度を保ちながら高酸素分圧下でインキュベートするものであった。そして、より長時間の培養を可能にするために、培養液を循環させるCirculator systemと呼ばれる方法が試みられた<ref><pubmed> 4860575 </pubmed></ref>。しかしながら、胚を固定した状態で観察できる反面、複雑な装置を必要とし、操作が煩雑な上に培養胚へのアクセスが容易ではないという欠点を持ち合わせていた。

　この問題を解決するために、今日広く用いられている手法の基本形となるRoller bottle/tube systemがNewらによって1970年代に開発された<ref><pubmed> 4742154 </pubmed></ref>。Roller bottle/tube systemは、胚を培養液の入っている培養ビンに移した後、その中に混合ガス（[[wj:酸素|酸素]]、[[wj:二酸化炭素|二酸化炭素]]、[[wj:窒素|窒素]]）を吹き入れ、[[wj:インキュベーター|インキュベーター]]の中のローラー上に置き、回転して培養する方法である。回転によってビンの中のガスは培養液によく吸収され、胚が培養液中で揺さぶられることによって、体表よりガスと栄養の吸収を活発に行うことが出来る。欠点として、一定時間ごとにガスを培養ビンに吹き込む必要があり、十分なガス供給を必要とする器官形成期中期以降の胚の培養には不向きであった。

　このような歴史を経て、現在実際的に使用されているのは、主にRotator systemである<ref><pubmed> 4077955 </pubmed></ref>。この方法は、培養液と胚を入れたガラスビンを中空のドラム（ローター）に穴空きのシリコン栓を介して取り付けて回転培養するもので、培養期間中を通してガスを連続的に供給することができる。混合ガスはボンベのレギュレーターから流量計を介して、ローターの軸受け部にあるインレット管に接続している。適切な酸素濃度の混合ガスが送り込まれ、回転によって培養液が撹拌されてガスが培養液中に拡散され、軸受け部にあるアウトレット管を通って排出される仕組みになっている。培養胚の時期を選択しない汎用性、ガス組成や流量を調節する際の確実性、培養中の胚へのアクセスの容易さなどから最も優れた方法であると考えられる。

[[Image:全胚培養図1.jpg|thumb|right|300px|'''図1 培養可能なラット胚およびマウス胚の発生段階と培養期間''']]

[[Image:全胚培養図2.jpg|thumb|right|300px|'''図2 培養中のラット胚の発生''' 胎齡9.75日に摘出し（左図）、培養液に移して24時間（中図）、および48時間（右図）培養したラット胚。スケールバー : 500μm]]

== 培養可能な発生段階と培養期間 ==

　全胚培養に用いられる胚の発生段階は、器官形成初期（膣栓確認日を0日として、ラットなら胎齡8日目、マウスなら6日目）から、器官形成後期（ラット13日目、マウス11日目）までである（図1、図2）<ref>'''大隅典子、二宮洋一郎、江藤一洋''' ニューロサイエンス・ラボマニュアル3 神経生物学のための胚と個体の遺伝子操作法 3.4神経発生研究における哺乳類全胚培養法 ''シュプリンガー・フェアラーク東京'':1997</ref>。ラット11.5日、マウス9.5日以降の胚の発育は[[wj:胎盤|胎盤]]機能に依存するところが大きいため、この時期以降の培養可能器官は短くなる。この期間に起こる発生事象であれば、全胚培養法を用いて解析可能と言える。詳細な実験手法については文献を参照されたい<ref><pubmed> 18505466 </pubmed></ref><ref><pubmed> 20834217 </pubmed></ref>。なお、ウサギやスンクスなどは[[wj:卵黄嚢|卵黄嚢]]膜の形態が[[wj:ネズミ目|げっ歯類]]と若干異なるために、胚操作の方法もやや異なる。

== 発生学への応用 ==

　全胚培養で用いる胚の発生段階は器官形成期という最もダイナミックな形態形成が行われる時期であり、[[細胞増殖]]、細胞移動、[[細胞分化]]などの重要な発生事象が起こる。この発生段階に色素を用いた細胞標識、細胞移植など<ref><pubmed> 7981749 </pubmed></ref>を行うことにより、細胞系譜や[[分化]]運命のポテンシャルを検討することができる。また、薬剤や[[wj:生理活性|生理活性物質]]を培養液に添加することにより、発生毒性・胎児代謝の研究に応用されており、医薬品の安全性試験としても使用されている。

　胚発生における特定[[wj:遺伝子|遺伝子]]の機能を知るためには、時間的、空間的に制御可能な遺伝子操作が必要である。近年の[[wj:遺伝子工学|遺伝子工学]]技術はめざましく、[[トランスジェニック動物]]や[[ノックアウト動物]]などの技術が開発され、さらに[[cre-loxP]]システムによる条件つき遺伝子改変が可能になったものの、その作製労力を考えると決して簡便ではない。全胚培養法を用いれば、[[電気穿孔法]]（エレクトロポレーション法）を組み合わせることによって、他の方法の適用が困難な発生の早期においても遺伝子を直接細胞内に導入することができる<ref><pubmed> 11327800 </pubmed></ref>。導入する遺伝子は単独である必要はなく、複数の遺伝子を導入時に、あるいは時間差で導入することも可能である。また、[[ドミナントネガティブ分子]]による機能阻害実験、[[siRNA]]による[[ノックダウン]]実験<ref><pubmed> 16237179 </pubmed></ref>、および[[ウィルスベクター]]を用いた遺伝子導入も可能である。これらの技術は基礎研究だけでなく、特定の疾患[[モデル動物]]を対象とした遺伝子治療の研究にも有効であると考えられる。

　　なお、多能性幹細胞からの初期胚の培養法が進展してきたことにより、着床前の胚の全胚培養（子宮外培養）と組み合わせることが可能になれば、さらに長期にわたって哺乳類胚を子宮外で培養することが可能になる。この点は生命倫理的な問題も含むことに注意しておくべきである。

== 参考文献 ==

<references />

放射状グリア細胞

2021-08-02T03:56:41Z

Takakokikkawa:

ファイル:放射状グリア図3.jpg

2021-08-02T03:46:27Z

Takakokikkawa:

図3 大脳皮質発生様式の種による違い

ファイル:放射状グリア図2.jpg

2021-08-02T03:46:05Z

Takakokikkawa:

図2 放射状グリア細胞に発現する分子

ファイル:放射状グリア図1.jpg

2021-08-02T03:45:29Z

Takakokikkawa:

図1 放射状グリア細胞の役割

PAX遺伝子群

2014-03-24T12:28:08Z

Takakokikkawa:

<div align="right">
櫻井勝康、[http://researchmap.jp/t-kikkawa 吉川貴子]、[http://researchmap.jp/noriko1128 大隅典子] 
''東北大学大学院医学系研究科'' 
DOI XXXX/XXXX　原稿受付日：2012年10月31日　原稿完成日：2013年月日 
担当編集委員：[http://researchmap.jp/fujiomurakami 村上富士夫]（大阪大学大学院生命機能研究科） 
</div>

{{Infobox protein family
| Symbol = Pax
| Name = Paired domain
| image = 1mdm Pax5 paired domain.png
| width = 250
| caption = Inhibited fragment of ETS-1 (orange) and Paired domain of Pax5 (green) bound to DNA
| Pfam = PF00292
| Pfam_clan = CL0123
| InterPro =
| SMART =
| PROSITE = PDOC00034
| MEROPS =
| SCOP = 1pdn
| TCDB =
| OPM family =
| OPM protein =
| CAZy =
| CDD =
}}

英：''Paired box'' genes

英略：''Pax'' genes

{{box|text=
　''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:動物|動物]]の[[wikipedia:ja:胎生|胎生]]期に、組織や器官の発生において中心的な役割を果たす遺伝子ファミリーである。[[wikipedia:ja:脊椎動物|脊椎動物]]ではPax1〜Pax9の9種類が同定されている(表)。''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:DNA|DNA]]結合ドメインである[[wikipedia:ja:ペアードドメイン|ペアードドメイン]](PD)と呼ばれる領域を共通に持っている。また、''Pax''遺伝子には[[wikipedia:ja:オクタペプチドモチーフ|オクタペプチドモチーフ]]（OP）を持つものや、DNA結合ドメインである[[wikipedia:ja:ホメオドメイン|ホメオドメイン]]（HD）、もしくはホメオドメインの一部を持つものがある。このようなドメイン構造の差異から、''Pax''遺伝子群は4つのサブファミリーに分類される。''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]や[[wikipedia:ja:マウス|マウス]]に於いて、病気の原因遺伝子として同定されたものが多い。例えば、眼の発生のマスター制御遺伝子である''[[PAX6]]''は、[[wikipedia:ja:無虹彩症|無虹彩症]]の原因遺伝子である。
}}

==構造==
　''Pax''遺伝子群は DNA結合ドメインであるペアードドメイン(PD)と呼ばれる領域を共通に持っている。また、''Pax''遺伝子にはオクタペプチドモチーフ（OP）を持つものや、DNA結合ドメインであるホメオドメイン、もしくはホメオドメインの一部を持つものがある。

==ファミリー==
　ドメイン構造の違いから、''Pax''遺伝子群は4つのサブファミリーに分類される。

{| cellspacing="1" cellpadding="1" border="1"
|+'''表　''Pax''遺伝子の構造と発現組織'''
|-
| style="text-align:center" | Pax遺伝子
| style="text-align:center" | 構造
| style="text-align:center" | 発生期における発現組織/器官
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/2465 Pax3] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/767 Pax7]
| [[Image:Pax表1.jpg|center|150px]]
| [[中枢神経系]]、[[wikipedia:ja:頭蓋|頭蓋]]顔面の組織、[[神経堤]]細胞、[[wikipedia:ja:体節|体節]]/[[wikipedia:ja:骨格筋|骨格筋]] 中枢神経系、頭蓋顔面の組織、体節/骨格筋
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289667 Pax4] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/79677341 Pax6]
| [[Image:Pax表2.jpg|center|150px]]
| [[wikipedia:ja:膵臓|膵臓]]、[[wikipedia:ja:腸|腸]] 中枢神経系、膵臓、腸、鼻、目
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69816667 Pax2] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/74990504 Pax8] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289677 Pax5]
| [[Image:Pax表3.jpg|center|150px]]
| 中枢神経系、[[wikipedia:ja:腎臓|腎臓]]、耳 中枢神経系、腎臓、[[wikipedia:ja:甲状腺|甲状腺]] 中枢神経系、腎臓、[[wikipedia:ja:Bリンパ球|Bリンパ球]]
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289661 Pax1] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/2467 Pax9]
| [[Image:Pax表4.jpg|center|150px]]
| 骨格、[[wikipedia:ja:胸腺|胸腺]]、[[wikipedia:ja:副甲状腺|副甲状腺]] 骨格、胸腺、頭蓋顔面の組織、歯
|}
PD: ペアードドメイン、OP: オクタペプチドモチーフ、HD: ホメオドメイン 
遺伝子名は[http://www.brain-map.org Allen Brain Atlas]へリンクしている。

==発現 ==
　''Pax''遺伝子群の発現は、[[神経板]]の形成などの神経発生初期から始まる。胎生期だけではなく、生後および成体脳においても認められる<ref name=ref2 /><ref name=ref10 /><ref name=ref11 /><ref name=ref14><pubmed> 15951811 </pubmed></ref><ref name=ref15><pubmed> 10328940 </pubmed></ref><ref name=ref16><pubmed> 16035109 </pubmed></ref><ref name=ref17><pubmed> 12202033 </pubmed></ref><ref name=ref18><pubmed> 14651488 </pubmed></ref><ref name=ref19><pubmed> 17301672 </pubmed></ref><ref name=ref20><pubmed> 17091300 </pubmed></ref>。
　特にPax6は、[[神経板期]]（数体節期：マウスE8.5）に、前脳区画および[[前耳溝]]以後の[[菱脳]]・[[脊髄]]で発現が開始する。[[神経管]]閉鎖後、[[脳胞期]]（約30体節期: マウスE10.5）には、[[終脳]]背側（将来の[[大脳皮質]]領域）、[[間脳]]背側（将来の腹側・背側[[視床]]）、菱脳・[[脊髄]]の腹外側で発現する。生後も[[脳室層]]、[[扁桃体]]、視床、[[海馬]]、[[小脳]]、[[下垂体]]などで発現が見られる。[[wikipedia:ja:中枢神経系|中枢神経系]]以外では、[[wikipedia:ja:水晶体|水晶体]]、[[wikipedia:ja:角膜上皮|角膜上皮]]、[[網膜神経上皮]]、[[嗅上皮]]、[[wikipedia:ja: 膵臓|膵臓]]に発現している。

==機能 ==
　''Pax''遺伝子群は他の転写因子と協調し、[[wikipedia:ja: 神経系|神経系]]の発生初期では細胞の運命決定や[[脳の領域化]] <ref name=ref1><pubmed> 9230312 </pubmed></ref><ref name=ref2><pubmed> 9376315 </pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed> 10804178 </pubmed></ref><ref name=ref4><pubmed> 9783474 </pubmed></ref><ref name=ref5><pubmed> 11003833 </pubmed></ref><ref name=ref6><pubmed> 8126546 </pubmed></ref>、発生後期では[[細胞増殖]]、[[細胞移動]]、[[細胞分化]]に関わっている<ref name=ref7><pubmed> 9409667 </pubmed></ref><ref name=ref8><pubmed> 18661555 </pubmed></ref><ref name=ref9><pubmed> 10946068 </pubmed></ref><ref name=ref10><pubmed> 16049175 </pubmed></ref><ref name=ref11><pubmed> 16164600 </pubmed></ref><ref name=ref12><pubmed> 11301001 </pubmed></ref><ref name=ref13><pubmed> 12618140 </pubmed></ref>。

===脳の領域化、細胞の運命決定===
　神経発生の初期では、[[シグナルセンター]]からの情報によって、[[前後軸]]、[[背腹軸]]が決定され、[[脳の領域化]]が起こる<ref name=ref21><pubmed> 8895453 </pubmed></ref><ref name=ref22><pubmed> 11746229 </pubmed></ref>。''Pax''遺伝子群はシグナルセンターから放出されるシグナル分子に反応し<ref name=ref1 /><ref name=ref23><pubmed> 8598907 </pubmed></ref><ref name=ref24><pubmed> 8929535 </pubmed></ref><ref name=ref25><pubmed> 18280463 </pubmed></ref><ref name=ref26><pubmed> 18429041 </pubmed></ref><ref name=ref27><pubmed> 8741855 </pubmed></ref><ref name=ref28><pubmed> 7553857 </pubmed></ref><ref name=ref29><pubmed> 8951076 </pubmed></ref>、脳の[[領域化]]や細胞の運命決定に寄与することがわかっている<ref name=ref2 /><ref name=ref4 /><ref name=ref7 /><ref name=ref30><pubmed> 10354469 </pubmed></ref><ref name=ref31><pubmed> 17173889 </pubmed></ref>。Pax6は、菱脳・[[脊髄]]における[[運動ニューロン]]・[[介在ニューロン]]分化に関して、[[classI ホメオドメインタンパク質]]と[[classII ホメオドメインタンパク質]]との間に正確な境界形成を行うことを通じて菱脳腹側の区画化を制御する<ref name=ref32><pubmed> 11880342 </pubmed></ref>。大脳では、Pax6の下流で働く遺伝子として同定された''double-sex'' and ''mab-3'' related transcription factor-like family A1（''Dmrta1''; ''Dmrt4''）が、大脳皮質興奮性神経細胞の分化に関与することが分かった<ref name=ref33><pubmed> 23679989 </pubmed></ref>。その他Pax6には、[[前脳]]のコンパートメント形成、神経路形成（[[後交連]]、tract of postoptic commissure (TPOC, 将来の視索のガイドとなる)、[[嗅索]]、[[視床皮質路]]）、終脳背側ニューロン分化、小脳[[顆粒細胞]]の形成など多岐にわたる役割がある。視蓋の領域化にはPax3/Pax7が必須であり、ニワトリ胚を用いた実験によりPax3/Pax7がMeis homeobox 2 (Meis2) を制御することが明らかになっている<ref name=ref34><pubmed> 19736326 </pubmed></ref><ref name=ref35><pubmed> 22390724 </pubmed></ref>。

=== 神経前駆細胞の増殖および維持===
　[[脳の領域化]]の後、''Pax''遺伝子群は[[神経前駆細胞]]の増殖、維持および分化において重要な役割をはたすことがわかっている。例えば、Pax6は胎生期の脳<ref name=ref36><pubmed> 17329367 </pubmed></ref><ref name=ref37><pubmed> 11807037 </pubmed></ref><ref name=ref38><pubmed> 19521500 </pubmed></ref><ref name=ref39><pubmed> 19571125 </pubmed></ref>および成体脳<ref name=ref11 /><ref name=ref16 />において、その発現量依存的に[[神経前駆細胞]]の増殖、維持、さらには分化に関わっている。Pax6は胎生期の[[大脳皮質]]および[[脊髄]]において、神経細胞分化を担うプロニューラル遺伝子のNeurogenin2 (Neurog2) の転写を活性化する<ref name=ref40><pubmed> 11502253 </pubmed></ref><ref name=ref41><pubmed> 12783797 </pubmed></ref>。一方で、Pax6は神経幹細胞マーカーとして知られているFatty acid binding protein 7 (Fabp7; BLBP) の発現を誘導し、[[神経前駆細胞]]の増殖にも働くため<ref name=ref42><pubmed> 16237179 </pubmed></ref>、Pax6自身も神経幹細胞／前駆細胞のマーカーとして用いられることが多い。最近では、[[大脳皮質]]におけるPax6の下流遺伝子が網羅的に探索され、多数の遺伝子がPax6に制御を受けることで、[[神経前駆細胞]]の増殖および分化のバランスが保たれていることが明らかになった<ref name=ref43><pubmed> 19521500 </pubmed></ref>。また、Pax6は[[グリア細胞]]の一種である[[アストロサイト]]の増殖・分化にも関与している<ref name=ref44><pubmed> 18448636 </pubmed></ref>。

=== 細胞移動===
　複雑な神経回路を構築する過程である神経発生において、細胞移動は時空間的に正確でなければならない。''Pax''遺伝子群はこの細胞移動に関しても重要な役割を果たす。例えば、Pax3は[[神経堤]]細胞の移動に関わっている<ref name=ref45><pubmed> 11231058 </pubmed></ref><ref name=ref46><pubmed> 18308300 </pubmed></ref>。Pax6は[[大脳皮質]] <ref name=ref13 /><ref name=ref47><pubmed> 14501209 </pubmed></ref>や[[小脳]] <ref name=ref48><pubmed> 12534968 </pubmed></ref>において細胞移動に関わっている。''Pax6''変異体の発生初期菱脳（後脳）を用いたゲノムワイド解析により、''Pax6''変異体において発現が変動する遺伝子のうち、細胞移動に関与する遺伝子が多数同定されている<ref name=ref49><pubmed> 20082710 </pubmed></ref>。

==疾患との関わり==
　 ''Pax''遺伝子群はヒトやマウスに於いて、病気の原因遺伝子として同定されたものが多い。例えば、眼の発生のマスター制御遺伝子である''PAX6''は、無虹彩症の原因遺伝子である。自閉症患者の遺伝子解析から''PAX6''遺伝子に有為な一塩基変異多型（SNP）が同定されている<ref name=ref50><pubmed> 19607881 </pubmed></ref>。[[神経堤]]細胞の分化・移動に重要である''PAX3''はワールデンブルグ症候群の責任遺伝子である<ref name=ref51><pubmed> 8490648 </pubmed></ref>。

== 参考文献 ==

<references />

PAX遺伝子群

2014-03-24T12:15:39Z

Takakokikkawa:

<div align="right">
櫻井勝康、[http://researchmap.jp/t-kikkawa 吉川貴子]、[http://researchmap.jp/noriko1128 大隅典子] 
''東北大学大学院医学系研究科'' 
DOI XXXX/XXXX　原稿受付日：2012年10月31日　原稿完成日：2013年月日 
担当編集委員：[http://researchmap.jp/fujiomurakami 村上富士夫]（大阪大学大学院生命機能研究科） 
</div>

{{Infobox protein family
| Symbol = Pax
| Name = Paired domain
| image = 1mdm Pax5 paired domain.png
| width = 250
| caption = Inhibited fragment of ETS-1 (orange) and Paired domain of Pax5 (green) bound to DNA
| Pfam = PF00292
| Pfam_clan = CL0123
| InterPro =
| SMART =
| PROSITE = PDOC00034
| MEROPS =
| SCOP = 1pdn
| TCDB =
| OPM family =
| OPM protein =
| CAZy =
| CDD =
}}

英：''Paired box'' genes

英略：''Pax'' genes

{{box|text=
　''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:動物|動物]]の[[wikipedia:ja:胎生|胎生]]期に、組織や器官の発生において中心的な役割を果たす遺伝子ファミリーである。[[wikipedia:ja:脊椎動物|脊椎動物]]ではPax1〜Pax9の9種類が同定されている(表)。''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:DNA|DNA]]結合ドメインである[[wikipedia:ja:ペアードドメイン|ペアードドメイン]](PD)と呼ばれる領域を共通に持っている。また、''Pax''遺伝子には[[wikipedia:ja:オクタペプチドモチーフ|オクタペプチドモチーフ]]（OP）を持つものや、DNA結合ドメインである[[wikipedia:ja:ホメオドメイン|ホメオドメイン]]（HD）、もしくはホメオドメインの一部を持つものがある。このようなドメイン構造の差異から、''Pax''遺伝子群は4つのサブファミリーに分類される。''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]や[[wikipedia:ja:マウス|マウス]]に於いて、病気の原因遺伝子として同定されたものが多い。例えば、眼の発生のマスター制御遺伝子である''[[PAX6]]''は、[[wikipedia:ja:無虹彩症|無虹彩症]]の原因遺伝子である。
}}

==構造==
　''Pax''遺伝子群は DNA結合ドメインであるペアードドメイン(PD)と呼ばれる領域を共通に持っている。また、''Pax''遺伝子にはオクタペプチドモチーフ（OP）を持つものや、DNA結合ドメインであるホメオドメイン、もしくはホメオドメインの一部を持つものがある。

==ファミリー==
　ドメイン構造の違いから、''Pax''遺伝子群は4つのサブファミリーに分類される。

{| cellspacing="1" cellpadding="1" border="1"
|+'''表　''Pax''遺伝子の構造と発現組織'''
|-
| style="text-align:center" | Pax遺伝子
| style="text-align:center" | 構造
| style="text-align:center" | 発生期における発現組織/器官
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/2465 Pax3] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/767 Pax7]
| [[Image:Pax表1.jpg|center|150px]]
| [[中枢神経系]]、[[wikipedia:ja:頭蓋|頭蓋]]顔面の組織、[[神経堤]]細胞、[[wikipedia:ja:体節|体節]]/[[wikipedia:ja:骨格筋|骨格筋]] 中枢神経系、頭蓋顔面の組織、体節/骨格筋
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289667 Pax4] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/79677341 Pax6]
| [[Image:Pax表2.jpg|center|150px]]
| [[wikipedia:ja:膵臓|膵臓]]、[[wikipedia:ja:腸|腸]] 中枢神経系、膵臓、腸、鼻、目
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69816667 Pax2] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/74990504 Pax8] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289677 Pax5]
| [[Image:Pax表3.jpg|center|150px]]
| 中枢神経系、[[wikipedia:ja:腎臓|腎臓]]、耳 中枢神経系、腎臓、[[wikipedia:ja:甲状腺|甲状腺]] 中枢神経系、腎臓、[[wikipedia:ja:Bリンパ球|Bリンパ球]]
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289661 Pax1] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/2467 Pax9]
| [[Image:Pax表4.jpg|center|150px]]
| 骨格、[[wikipedia:ja:胸腺|胸腺]]、[[wikipedia:ja:副甲状腺|副甲状腺]] 骨格、胸腺、頭蓋顔面の組織、歯
|}
PD: ペアードドメイン、OP: オクタペプチドモチーフ、HD: ホメオドメイン 
遺伝子名は[http://www.brain-map.org Allen Brain Atlas]へリンクしている。

==発現 ==
　''Pax''遺伝子群の発現は、[[神経板]]の形成などの神経発生初期から始まる。胎生期だけではなく、生後および成体脳においても認められる<ref name=ref2 /><ref name=ref10 /><ref name=ref11 /><ref name=ref14><pubmed> 15951811 </pubmed></ref><ref name=ref15><pubmed> 10328940 </pubmed></ref><ref name=ref16><pubmed> 16035109 </pubmed></ref><ref name=ref17><pubmed> 12202033 </pubmed></ref><ref name=ref18><pubmed> 14651488 </pubmed></ref><ref name=ref19><pubmed> 17301672 </pubmed></ref><ref name=ref20><pubmed> 17091300 </pubmed></ref>。
　特にPax6は、[[神経板期]]（数体節期：マウスE8.5）に、前脳区画および[[前耳溝]]以後の[[菱脳]]・[[脊髄]]で発現が開始する。[[神経管]]閉鎖後、[[脳胞期]]（約30体節期: マウスE10.5）には、[[終脳]]背側（将来の[[大脳皮質]]領域）、[[間脳]]背側（将来の腹側・背側[[視床]]）、菱脳・脊髄の腹外側で発現する。生後も[[脳室層]]、[[扁桃体]]、視床、[[海馬]]、[[小脳]]、[[下垂体]]などで発現が見られる。[[wikipedia:ja:中枢神経系|中枢神経系]]以外では、[[wikipedia:ja:水晶体|水晶体]]、[[wikipedia:ja:角膜上皮|角膜上皮]]、[[網膜神経上皮]]、[[嗅上皮]]、[[wikipedia:ja: 膵臓|膵臓]]に発現している。

==機能 ==
　''Pax''遺伝子群は他の転写因子と協調し、[[wikipedia:ja: 神経系|神経系]]の発生初期では細胞の運命決定や[[脳の領域化]] <ref name=ref1><pubmed> 9230312 </pubmed></ref><ref name=ref2><pubmed> 9376315 </pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed> 10804178 </pubmed></ref><ref name=ref4><pubmed> 9783474 </pubmed></ref><ref name=ref5><pubmed> 11003833 </pubmed></ref><ref name=ref6><pubmed> 8126546 </pubmed></ref>、発生後期では[[細胞増殖]]、[[細胞移動]]、[[細胞分化]]に関わっている<ref name=ref7><pubmed> 9409667 </pubmed></ref><ref name=ref8><pubmed> 18661555 </pubmed></ref><ref name=ref9><pubmed> 10946068 </pubmed></ref><ref name=ref10><pubmed> 16049175 </pubmed></ref><ref name=ref11><pubmed> 16164600 </pubmed></ref><ref name=ref12><pubmed> 11301001 </pubmed></ref><ref name=ref13><pubmed> 12618140 </pubmed></ref>。

===脳の領域化、細胞の運命決定===
　神経発生の初期では、[[シグナルセンター]]からの情報によって、[[前後軸]]、[[背腹軸]]が決定され、[[脳の領域化]]が起こる<ref name=ref21><pubmed> 8895453 </pubmed></ref><ref name=ref22><pubmed> 11746229 </pubmed></ref>。''Pax''遺伝子群はシグナルセンターから放出されるシグナル分子に反応し<ref name=ref1 /><ref name=ref23><pubmed> 8598907 </pubmed></ref><ref name=ref24><pubmed> 8929535 </pubmed></ref><ref name=ref25><pubmed> 18280463 </pubmed></ref><ref name=ref26><pubmed> 18429041 </pubmed></ref><ref name=ref27><pubmed> 8741855 </pubmed></ref><ref name=ref28><pubmed> 7553857 </pubmed></ref><ref name=ref29><pubmed> 8951076 </pubmed></ref>、脳の[[領域化]]や細胞の運命決定に寄与することがわかっている<ref name=ref2 /><ref name=ref4 /><ref name=ref7 /><ref name=ref30><pubmed> 10354469 </pubmed></ref><ref name=ref31><pubmed> 17173889 </pubmed></ref>。Pax6は、菱脳・脊髄における[[運動ニューロン]]・[[介在ニューロン]]分化に関して、[[classI ホメオドメインタンパク質]]と[[classII ホメオドメインタンパク質]]との間に正確な境界形成を行うことを通じて菱脳腹側の区画化を制御する<ref name=ref32><pubmed> 11880342 </pubmed></ref>。大脳では、Pax6の下流で働く遺伝子として同定された''double-sex'' and ''mab-3'' related transcription factor-like family A1（''Dmrta1''; ''Dmrt4''）が、大脳皮質興奮性神経細胞の分化に関与することが分かった<ref name=ref33><pubmed> 23679989 </pubmed></ref>。その他Pax6には、[[前脳]]のコンパートメント形成、神経路形成（[[後交連]]、tract of postoptic commissure (TPOC, 将来の視索のガイドとなる)、[[嗅索]]、[[視床皮質路]]）、終脳背側ニューロン分化、小脳[[顆粒細胞]]の形成など多岐にわたる役割がある。視蓋の領域化にはPax3/Pax7が必須であり、ニワトリ胚を用いた実験によりPax3/Pax7がMeis homeobox 2 (Meis2) を制御することが明らかになっている<ref name=ref34><pubmed> 19736326 </pubmed></ref><ref name=ref35><pubmed> 22390724 </pubmed></ref>。

=== 神経前駆細胞の増殖および維持===
　[[脳の領域化]]の後、''Pax''遺伝子群は[[神経前駆細胞]]の増殖、維持および分化において重要な役割をはたすことがわかっている。例えば、Pax6は胎生期の脳<ref name=ref36><pubmed> 17329367 </pubmed></ref><ref name=ref37><pubmed> 11807037 </pubmed></ref><ref name=ref38><pubmed> 19521500 </pubmed></ref><ref name=ref39><pubmed> 19571125 </pubmed></ref>および成体脳<ref name=ref11 /><ref name=ref16 />において、その発現量依存的に[[神経前駆細胞]]の増殖、維持、さらには分化に関わっている。Pax6は胎生期の大脳皮質および脊髄において、神経細胞分化を担うプロニューラル遺伝子のNeurogenin2 (Neurog2) の転写を活性化する<ref name=ref40><pubmed> 11502253 </pubmed></ref><ref name=ref41><pubmed> 12783797 </pubmed></ref>。一方で、Pax6は神経幹細胞マーカーとして知られているFatty acid binding protein 7 (Fabp7; BLBP) の発現を誘導し、神経前駆細胞の増殖にも働くため<ref name=ref42><pubmed> 16237179 </pubmed></ref>、Pax6自身も神経幹細胞／前駆細胞のマーカーとして用いられることが多い。最近では、大脳皮質におけるPax6の下流遺伝子が網羅的に探索され、多数の遺伝子がPax6に制御を受けることで、神経前駆細胞の増殖および分化のバランスが保たれていることが明らかになった<ref name=ref43><pubmed> 19521500 </pubmed></ref>。また、Pax6は[[グリア細胞]]の一種である[[アストロサイト]]の増殖・分化にも関与している<ref name=ref44><pubmed> 18448636 </pubmed></ref>。

=== 細胞移動===
　複雑な神経回路を構築する過程である神経発生において、細胞移動は時空間的に正確でなければならない。''Pax''遺伝子群はこの細胞移動に関しても重要な役割を果たす。例えば、Pax3は[[神経堤]]細胞の移動に関わっている<ref name=ref45><pubmed> 11231058 </pubmed></ref><ref name=ref46><pubmed> 18308300 </pubmed></ref>。Pax6は大脳皮質 <ref name=ref13 /><ref name=ref47><pubmed> 14501209 </pubmed></ref>や[[小脳]] <ref name=ref48><pubmed> 12534968 </pubmed></ref>において細胞移動に関わっている。''Pax6''変異体の発生初期菱脳（後脳）を用いたゲノムワイド解析により、''Pax6''変異体において発現が変動する遺伝子のうち、細胞移動に関与する遺伝子が多数同定されている<ref name=ref49><pubmed> 20082710 </pubmed></ref>。

==疾患との関わり==
　 ''Pax''遺伝子群はヒトやマウスに於いて、病気の原因遺伝子として同定されたものが多い。例えば、眼の発生のマスター制御遺伝子である''PAX6''は、無虹彩症の原因遺伝子である。自閉症患者の遺伝子解析から''PAX6''遺伝子に有為な一塩基変異多型（SNP）が同定されている<ref name=ref50><pubmed> 19607881 </pubmed></ref>。神経堤細胞の分化・移動に重要である''PAX3''はワールデンブルグ症候群の責任遺伝子である<ref name=ref51><pubmed> 8490648 </pubmed></ref>。

== 参考文献 ==

<references />

PAX遺伝子群

2014-03-24T12:13:21Z

Takakokikkawa:

<div align="right">
櫻井勝康、[http://researchmap.jp/t-kikkawa 吉川貴子]、[http://researchmap.jp/noriko1128 大隅典子] 
''東北大学大学院医学系研究科'' 
DOI XXXX/XXXX　原稿受付日：2012年10月31日　原稿完成日：2013年月日 
担当編集委員：[http://researchmap.jp/fujiomurakami 村上富士夫]（大阪大学大学院生命機能研究科） 
</div>

{{Infobox protein family
| Symbol = Pax
| Name = Paired domain
| image = 1mdm Pax5 paired domain.png
| width = 250
| caption = Inhibited fragment of ETS-1 (orange) and Paired domain of Pax5 (green) bound to DNA
| Pfam = PF00292
| Pfam_clan = CL0123
| InterPro =
| SMART =
| PROSITE = PDOC00034
| MEROPS =
| SCOP = 1pdn
| TCDB =
| OPM family =
| OPM protein =
| CAZy =
| CDD =
}}

英：''Paired box'' genes

英略：''Pax'' genes

{{box|text=
　''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:動物|動物]]の[[wikipedia:ja:胎生|胎生]]期に、組織や器官の発生において中心的な役割を果たす遺伝子ファミリーである。[[wikipedia:ja:脊椎動物|脊椎動物]]ではPax1〜Pax9の9種類が同定されている(表)。''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:DNA|DNA]]結合ドメインである[[wikipedia:ja:ペアードドメイン|ペアードドメイン]](PD)と呼ばれる領域を共通に持っている。また、''Pax''遺伝子には[[wikipedia:ja:オクタペプチドモチーフ|オクタペプチドモチーフ]]（OP）を持つものや、DNA結合ドメインである[[wikipedia:ja:ホメオドメイン|ホメオドメイン]]（HD）、もしくはホメオドメインの一部を持つものがある。このようなドメイン構造の差異から、''Pax''遺伝子群は4つのサブファミリーに分類される。''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]や[[wikipedia:ja:マウス|マウス]]に於いて、病気の原因遺伝子として同定されたものが多い。例えば、眼の発生のマスター制御遺伝子である''[[PAX6]]''は、[[wikipedia:ja:無虹彩症|無虹彩症]]の原因遺伝子である。
}}

==構造==
　''Pax''遺伝子群は DNA結合ドメインであるペアードドメイン(PD)と呼ばれる領域を共通に持っている。また、''Pax''遺伝子にはオクタペプチドモチーフ（OP）を持つものや、DNA結合ドメインであるホメオドメイン、もしくはホメオドメインの一部を持つものがある。

==ファミリー==
　ドメイン構造の違いから、''Pax''遺伝子群は4つのサブファミリーに分類される。

{| cellspacing="1" cellpadding="1" border="1"
|+'''表　''Pax''遺伝子の構造と発現組織'''
|-
| style="text-align:center" | Pax遺伝子
| style="text-align:center" | 構造
| style="text-align:center" | 発生期における発現組織/器官
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/2465 Pax3] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/767 Pax7]
| [[Image:Pax表1.jpg|center|150px]]
| [[中枢神経系]]、[[wikipedia:ja:頭蓋|頭蓋]]顔面の組織、[[神経堤]]細胞、[[wikipedia:ja:体節|体節]]/[[wikipedia:ja:骨格筋|骨格筋]] 中枢神経系、頭蓋顔面の組織、体節/骨格筋
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289667 Pax4] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/79677341 Pax6]
| [[Image:Pax表2.jpg|center|150px]]
| [[wikipedia:ja:膵臓|膵臓]]、[[wikipedia:ja:腸|腸]] 中枢神経系、膵臓、腸、鼻、目
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69816667 Pax2] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/74990504 Pax8] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289677 Pax5]
| [[Image:Pax表3.jpg|center|150px]]
| 中枢神経系、[[wikipedia:ja:腎臓|腎臓]]、耳 中枢神経系、腎臓、[[wikipedia:ja:甲状腺|甲状腺]] 中枢神経系、腎臓、[[wikipedia:ja:Bリンパ球|Bリンパ球]]
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289661 Pax1] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/2467 Pax9]
| [[Image:Pax表4.jpg|center|150px]]
| 骨格、[[wikipedia:ja:胸腺|胸腺]]、[[wikipedia:ja:副甲状腺|副甲状腺]] 骨格、胸腺、頭蓋顔面の組織、歯
|}
PD: ペアードドメイン、OP: オクタペプチドモチーフ、HD: ホメオドメイン 
遺伝子名は[http://www.brain-map.org Allen Brain Atlas]へリンクしている。

==発現 ==
　''Pax''遺伝子群の発現は、[[神経板]]の形成などの神経発生初期から始まる。胎生期だけではなく、生後および成体脳においても認められる<ref name=ref2 /><ref name=ref10 /><ref name=ref11 /><ref name=ref14><pubmed> 15951811 </pubmed></ref><ref name=ref15><pubmed> 10328940 </pubmed></ref><ref name=ref16><pubmed> 16035109 </pubmed></ref><ref name=ref17><pubmed> 12202033 </pubmed></ref><ref name=ref18><pubmed> 14651488 </pubmed></ref><ref name=ref19><pubmed> 17301672 </pubmed></ref><ref name=ref20><pubmed> 17091300 </pubmed></ref>。
　特にPax6は、[[神経板期]]（数体節期：マウスE8.5）に、前脳区画および[[前耳溝]]以後の[[菱脳]]・[[脊髄]]で発現が開始する。[[神経管]]閉鎖後、[[脳胞期]]（約30体節期: マウスE10.5）には、[[終脳]]背側（将来の[[大脳皮質]]領域）、[[間脳]]背側（将来の腹側・背側[[視床]]）、菱脳・脊髄の腹外側で発現する。生後も[[脳室層]]、[[扁桃体]]、視床、[[海馬]]、[[小脳]]、[[下垂体]]などで発現が見られる。[[wikipedia:ja:中枢神経系|中枢神経系]]以外では、[[wikipedia:ja:水晶体|水晶体]]、[[wikipedia:ja:角膜上皮|角膜上皮]]、[[網膜神経上皮]]、[[嗅上皮]]、[[wikipedia:ja: 膵臓|膵臓]]に発現している。

==機能 ==
　''Pax''遺伝子群は他の転写因子と協調し、[[wikipedia:ja: 神経系|神経系]]の発生初期では細胞の運命決定や[[脳の領域化]] <ref name=ref1><pubmed> 9230312 </pubmed></ref><ref name=ref2><pubmed> 9376315 </pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed> 10804178 </pubmed></ref><ref name=ref4><pubmed> 9783474 </pubmed></ref><ref name=ref5><pubmed> 11003833 </pubmed></ref><ref name=ref6><pubmed> 8126546 </pubmed></ref>、発生後期では[[細胞増殖]]、[[細胞移動]]、[[細胞分化]]に関わっている<ref name=ref7><pubmed> 9409667 </pubmed></ref><ref name=ref8><pubmed> 18661555 </pubmed></ref><ref name=ref9><pubmed> 10946068 </pubmed></ref><ref name=ref10><pubmed> 16049175 </pubmed></ref><ref name=ref11><pubmed> 16164600 </pubmed></ref><ref name=ref12><pubmed> 11301001 </pubmed></ref><ref name=ref13><pubmed> 12618140 </pubmed></ref>。

===脳の領域化、細胞の運命決定===
　神経発生の初期では、[[シグナルセンター]]からの情報によって、[[前後軸]]、[[背腹軸]]が決定され、[[脳の領域化]]が起こる<ref name=ref21><pubmed> 8895453 </pubmed></ref><ref name=ref22><pubmed> 11746229 </pubmed></ref>。''Pax''遺伝子群はシグナルセンターから放出されるシグナル分子に反応し<ref name=ref1 /><ref name=ref23><pubmed> 8598907 </pubmed></ref><ref name=ref24><pubmed> 8929535 </pubmed></ref><ref name=ref25><pubmed> 18280463 </pubmed></ref><ref name=ref26><pubmed> 18429041 </pubmed></ref><ref name=ref27><pubmed> 8741855 </pubmed></ref><ref name=ref28><pubmed> 7553857 </pubmed></ref><ref name=ref29><pubmed> 8951076 </pubmed></ref>、脳の[[領域化]]や細胞の運命決定に寄与することがわかっている<ref name=ref2 /><ref name=ref4 /><ref name=ref7 /><ref name=ref30><pubmed> 10354469 </pubmed></ref><ref name=ref31><pubmed> 17173889 </pubmed></ref>。Pax6は、菱脳・脊髄における[[運動ニューロン]]・[[介在ニューロン]]分化に関して、[[classI ホメオドメインタンパク質]]と[[classII ホメオドメインタンパク質]]との間に正確な境界形成を行うことを通じて菱脳腹側の区画化を制御する<ref name=ref32><pubmed> 11880342 </pubmed></ref>。大脳では、Pax6の下流で働く遺伝子として同定された''double-sex'' and ''mab-3'' related transcription factor-like family A1（''Dmrta1''; ''Dmrt4''）が、大脳皮質興奮性神経細胞の分化に関与することが分かった<ref name=ref33><pubmed> 23679989 </pubmed></ref>。その他Pax6には、[[前脳]]のコンパートメント形成、神経路形成（[[後交連]]、tract of postoptic commissure (TPOC, 将来の視索のガイドとなる)、[[嗅索]]、[[視床皮質路]]）、終脳背側ニューロン分化、小脳[[顆粒細胞]]の形成など多岐にわたる役割がある。視蓋の領域化にはPax3/Pax7が必須であり、ニワトリ胚を用いた実験によりPax3/Pax7がMeis homeobox 2 (Meis2) を制御することが明らかになっている<ref name=ref34><pubmed> 19736326 </pubmed></ref><ref name=ref35><pubmed> 22390724 </pubmed></ref>。

=== 神経前駆細胞の増殖および維持===
　[[脳の領域化]]の後、''Pax''遺伝子群は[[神経前駆細胞]]の増殖、維持および分化において重要な役割をはたすことがわかっている。例えば、Pax6は胎生期の脳<ref name=ref36><pubmed> 17329367 </pubmed></ref><ref name=ref37><pubmed> 11807037 </pubmed></ref><ref name=ref38><pubmed> 19521500 </pubmed></ref><ref name=ref39><pubmed> 19571125 </pubmed></ref>および成体脳<ref name=ref11 /><ref name=ref16 />において、その発現量依存的に[[神経前駆細胞]]の増殖、維持、さらには分化に関わっている。Pax6は胎生期の大脳皮質および脊髄において、神経細胞分化を担うプロニューラル遺伝子のNeurogenin2 (Neurog2) の転写を活性化する<ref name=ref40><pubmed> 11502253 </pubmed></ref><ref name=ref41><pubmed> 12783797 </pubmed></ref>。一方で、Pax6は神経幹細胞マーカーとして知られているFatty acid binding protein 7 (Fabp7; BLBP) の発現を誘導し、神経前駆細胞の増殖にも働くため<ref name=ref42><pubmed> 16237179 </pubmed></ref>、Pax6自身も神経幹細胞／前駆細胞のマーカーとして用いられることが多い。最近では、大脳皮質におけるPax6の下流遺伝子が網羅的に探索され、多数の遺伝子がPax6に制御を受けることで、神経前駆細胞の増殖および分化のバランスが保たれていることが明らかになった<ref name=ref43><pubmed> 19521500 </pubmed></ref>。また、Pax6は[[グリア細胞]]の一種である[[アストロサイト]]の増殖・分化にも関与している<ref name=ref44><pubmed> 18448636 </pubmed></ref>。

=== 細胞移動===
　複雑な神経回路を構築する過程である神経発生において、細胞移動は時空間的に正確でなければならない。''Pax''遺伝子群はこの細胞移動に関しても重要な役割を果たす。例えば、Pax3は[[神経堤]]細胞の移動に関わっている<ref name=ref45><pubmed> 11231058 </pubmed></ref><ref name=ref46><pubmed> 18308300 </pubmed></ref>。Pax6は大脳皮質 <ref name=ref13 /><ref name=ref47><pubmed> 14501209 </pubmed></ref>や[[小脳]] <ref name=ref48><pubmed> 12534968 </pubmed></ref>において細胞移動に関わっている。"Pax6"変異体の発生初期菱脳（後脳）を用いたゲノムワイド解析により、"Pax6"変異体において発現が変動する遺伝子のうち、細胞移動に関与する遺伝子が多数同定されている<ref name=ref49><pubmed> 20082710 </pubmed></ref>。

==疾患との関わり==
　 ''Pax''遺伝子群はヒトやマウスに於いて、病気の原因遺伝子として同定されたものが多い。例えば、眼の発生のマスター制御遺伝子である''PAX6''は、無虹彩症の原因遺伝子である。自閉症患者の遺伝子解析から"PAX6"遺伝子に有為な一塩基変異多型（SNP）が同定されている<ref name=ref50><pubmed> 19607881 </pubmed></ref>。神経堤細胞の分化・移動に重要である"PAX3"はワールデンブルグ症候群の責任遺伝子である<ref name=ref51><pubmed> 8490648 </pubmed></ref>。

== 参考文献 ==

<references />

PAX遺伝子群

2014-03-24T11:51:47Z

Takakokikkawa:

<div align="right">
櫻井勝康、[http://researchmap.jp/t-kikkawa 吉川貴子]、[http://researchmap.jp/noriko1128 大隅典子] 
''東北大学大学院医学系研究科'' 
DOI XXXX/XXXX　原稿受付日：2012年10月31日　原稿完成日：2013年月日 
担当編集委員：[http://researchmap.jp/fujiomurakami 村上富士夫]（大阪大学大学院生命機能研究科） 
</div>

{{Infobox protein family
| Symbol = Pax
| Name = Paired domain
| image = 1mdm Pax5 paired domain.png
| width = 250
| caption = Inhibited fragment of ETS-1 (orange) and Paired domain of Pax5 (green) bound to DNA
| Pfam = PF00292
| Pfam_clan = CL0123
| InterPro =
| SMART =
| PROSITE = PDOC00034
| MEROPS =
| SCOP = 1pdn
| TCDB =
| OPM family =
| OPM protein =
| CAZy =
| CDD =
}}

英：''Paired box'' genes

英略：''Pax'' genes

{{box|text=
　''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:動物|動物]]の[[wikipedia:ja:胎生|胎生]]期に、組織や器官の発生において中心的な役割を果たす遺伝子ファミリーである。[[wikipedia:ja:脊椎動物|脊椎動物]]ではPax1〜Pax9の9種類が同定されている(表)。''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:DNA|DNA]]結合ドメインである[[wikipedia:ja:ペアードドメイン|ペアードドメイン]](PD)と呼ばれる領域を共通に持っている。また、''Pax''遺伝子には[[wikipedia:ja:オクタペプチドモチーフ|オクタペプチドモチーフ]]（OP）を持つものや、DNA結合ドメインである[[wikipedia:ja:ホメオドメイン|ホメオドメイン]]（HD）、もしくはホメオドメインの一部を持つものがある。このようなドメイン構造の差異から、''Pax''遺伝子群は4つのサブファミリーに分類される。''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]や[[wikipedia:ja:マウス|マウス]]に於いて、病気の原因遺伝子として同定されたものが多い。例えば、眼の発生のマスター制御遺伝子である''[[PAX6]]''は、[[wikipedia:ja:無虹彩症|無虹彩症]]の原因遺伝子である。
}}

==構造==
　''Pax''遺伝子群は DNA結合ドメインであるペアードドメイン(PD)と呼ばれる領域を共通に持っている。また、''Pax''遺伝子にはオクタペプチドモチーフ（OP）を持つものや、DNA結合ドメインであるホメオドメイン、もしくはホメオドメインの一部を持つものがある。

==ファミリー==
　ドメイン構造の違いから、''Pax''遺伝子群は4つのサブファミリーに分類される。

{| cellspacing="1" cellpadding="1" border="1"
|+'''表　''Pax''遺伝子の構造と発現組織'''
|-
| style="text-align:center" | Pax遺伝子
| style="text-align:center" | 構造
| style="text-align:center" | 発生期における発現組織/器官
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/2465 Pax3] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/767 Pax7]
| [[Image:Pax表1.jpg|center|150px]]
| [[中枢神経系]]、[[wikipedia:ja:頭蓋|頭蓋]]顔面の組織、[[神経堤]]細胞、[[wikipedia:ja:体節|体節]]/[[wikipedia:ja:骨格筋|骨格筋]] 中枢神経系、頭蓋顔面の組織、体節/骨格筋
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289667 Pax4] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/79677341 Pax6]
| [[Image:Pax表2.jpg|center|150px]]
| [[wikipedia:ja:膵臓|膵臓]]、[[wikipedia:ja:腸|腸]] 中枢神経系、膵臓、腸、鼻、目
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69816667 Pax2] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/74990504 Pax8] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289677 Pax5]
| [[Image:Pax表3.jpg|center|150px]]
| 中枢神経系、[[wikipedia:ja:腎臓|腎臓]]、耳 中枢神経系、腎臓、[[wikipedia:ja:甲状腺|甲状腺]] 中枢神経系、腎臓、[[wikipedia:ja:Bリンパ球|Bリンパ球]]
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289661 Pax1] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/2467 Pax9]
| [[Image:Pax表4.jpg|center|150px]]
| 骨格、[[wikipedia:ja:胸腺|胸腺]]、[[wikipedia:ja:副甲状腺|副甲状腺]] 骨格、胸腺、頭蓋顔面の組織、歯
|}
PD: ペアードドメイン、OP: オクタペプチドモチーフ、HD: ホメオドメイン 
遺伝子名は[http://www.brain-map.org Allen Brain Atlas]へリンクしている。

==発現 ==
　''Pax''遺伝子群の発現は、[[神経板]]の形成などの神経発生初期から始まる。胎生期だけではなく、生後および成体脳においても認められる<ref name=ref2 /><ref name=ref10 /><ref name=ref11 /><ref name=ref14><pubmed> 15951811 </pubmed></ref><ref name=ref15><pubmed> 10328940 </pubmed></ref><ref name=ref16><pubmed> 16035109 </pubmed></ref><ref name=ref17><pubmed> 12202033 </pubmed></ref><ref name=ref18><pubmed> 14651488 </pubmed></ref><ref name=ref19><pubmed> 17301672 </pubmed></ref><ref name=ref20><pubmed> 17091300 </pubmed></ref>。
　特にPax6は、[[神経板期]]（数体節期：マウスE8.5）に、前脳区画および[[前耳溝]]以後の[[菱脳]]・[[脊髄]]で発現が開始する。[[神経管]]閉鎖後、[[脳胞期]]（約30体節期: マウスE10.5）には、[[終脳]]背側（将来の[[大脳皮質]]領域）、[[間脳]]背側（将来の腹側・背側[[視床]]）、菱脳・脊髄の腹外側で発現する。生後も[[脳室層]]、[[扁桃体]]、視床、[[海馬]]、[[小脳]]、[[下垂体]]などで発現が見られる。[[wikipedia:ja:中枢神経系|中枢神経系]]以外では、[[wikipedia:ja:水晶体|水晶体]]、[[wikipedia:ja:角膜上皮|角膜上皮]]、[[網膜神経上皮]]、[[嗅上皮]]、[[wikipedia:ja: 膵臓|膵臓]]に発現している。

==機能 ==
　''Pax''遺伝子群は他の転写因子と協調し、[[wikipedia:ja: 神経系|神経系]]の発生初期では細胞の運命決定や[[脳の領域化]] <ref name=ref1><pubmed> 9230312 </pubmed></ref><ref name=ref2><pubmed> 9376315 </pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed> 10804178 </pubmed></ref><ref name=ref4><pubmed> 9783474 </pubmed></ref><ref name=ref5><pubmed> 11003833 </pubmed></ref><ref name=ref6><pubmed> 8126546 </pubmed></ref>、発生後期では[[細胞増殖]]、[[細胞移動]]、[[細胞分化]]に関わっている<ref name=ref7><pubmed> 9409667 </pubmed></ref><ref name=ref8><pubmed> 18661555 </pubmed></ref><ref name=ref9><pubmed> 10946068 </pubmed></ref><ref name=ref10><pubmed> 16049175 </pubmed></ref><ref name=ref11><pubmed> 16164600 </pubmed></ref><ref name=ref12><pubmed> 11301001 </pubmed></ref><ref name=ref13><pubmed> 12618140 </pubmed></ref>。

===脳の領域化、細胞の運命決定===
　神経発生の初期では、[[シグナルセンター]]からの情報によって、[[前後軸]]、[[背腹軸]]が決定され、[[脳の領域化]]が起こる<ref name=ref21><pubmed> 8895453 </pubmed></ref><ref name=ref22><pubmed> 11746229 </pubmed></ref>。''Pax''遺伝子群はシグナルセンターから放出されるシグナル分子に反応し<ref name=ref1 /><ref name=ref23><pubmed> 8598907 </pubmed></ref><ref name=ref24><pubmed> 8929535 </pubmed></ref><ref name=ref25><pubmed> 18280463 </pubmed></ref><ref name=ref26><pubmed> 18429041 </pubmed></ref><ref name=ref27><pubmed> 8741855 </pubmed></ref><ref name=ref28><pubmed> 7553857 </pubmed></ref><ref name=ref29><pubmed> 8951076 </pubmed></ref>、脳の[[領域化]]や細胞の運命決定に寄与することがわかっている<ref name=ref2 /><ref name=ref4 /><ref name=ref7 /><ref name=ref30><pubmed> 10354469 </pubmed></ref><ref name=ref31><pubmed> 17173889 </pubmed></ref>。Pax6は、菱脳・脊髄における[[運動ニューロン]]・[[介在ニューロン]]分化に関して、[[classI ホメオドメインタンパク質]]と[[classII ホメオドメインタンパク質]]との間に正確な境界形成を行うことを通じて菱脳腹側の区画化を制御する<ref name=ref32><pubmed> 11880342 </pubmed></ref>。大脳では、Pax6の下流で働く遺伝子として同定された''double-sex'' and ''mab-3'' related transcription factor-like family A1（''Dmrta1''; ''Dmrt4''）が、大脳皮質興奮性神経細胞の分化に関与することが分かった<ref name=ref33><pubmed> 23679989 </pubmed></ref>。その他Pax6には、[[前脳]]のコンパートメント形成、神経路形成（[[後交連]]、tract of postoptic commissure (TPOC, 将来の視索のガイドとなる)、[[嗅索]]、[[視床皮質路]]）、終脳背側ニューロン分化、小脳[[顆粒細胞]]の形成など多岐にわたる役割がある。視蓋の領域化にはPax3/Pax7が必須であり、ニワトリ胚を用いた実験によりPax3/Pax7がMeis homeobox 2 (Meis2) を制御することが明らかになっている<ref name=ref34><pubmed> 19736326 </pubmed></ref><ref name=ref35><pubmed> 22390724 </pubmed></ref>。

=== 神経前駆細胞の増殖および維持===
　[[脳の領域化]]の後、''Pax''遺伝子群は[[神経前駆細胞]]の増殖、維持および分化において重要な役割をはたすことがわかっている。例えば、Pax6は胎生期の脳<ref name=ref36><pubmed> 17329367 </pubmed></ref><ref name=ref37><pubmed> 11807037 </pubmed></ref><ref name=ref38><pubmed> 19521500 </pubmed></ref><ref name=ref39><pubmed> 19571125 </pubmed></ref>および成体脳<ref name=ref11 /><ref name=ref16 />において、その発現量依存的に[[神経前駆細胞]]の増殖、維持、さらには分化に関わっている。Pax6は胎生期の大脳皮質および脊髄において、神経細胞分化を担うプロニューラル遺伝子のNeurogenin2 (Neurog2) の転写を活性化する<ref name=ref40><pubmed> 11502253 </pubmed></ref><ref name=ref41><pubmed> 12783797 </pubmed></ref>。一方で、Pax6は神経幹細胞マーカーとして知られているFatty acid binding protein 7 (Fabp7; BLBP) の発現を誘導し、神経前駆細胞の増殖にも働くため<ref name=ref42><pubmed> 16237179 </pubmed></ref>、Pax6自身も神経幹細胞／前駆細胞のマーカーとして用いられることが多い。最近では、大脳皮質におけるPax6の下流遺伝子が網羅的に探索され、多数の遺伝子がPax6に制御を受けることで、神経前駆細胞の増殖および分化のバランスが保たれていることが明らかになった<ref name=ref42><pubmed> 19521500 </pubmed></ref>。また、Pax6は[[グリア細胞]]の一種である[[アストロサイト]]の増殖・分化にも関与している<ref name=ref43><pubmed> 18448636 </pubmed></ref>。

=== 細胞移動===
　複雑な神経回路を構築する過程である神経発生において、細胞移動は時空間的に正確でなければならない。''Pax''遺伝子群はこの細胞移動に関しても重要な役割を果たす。例えば、Pax3は[[神経堤]]細胞の移動に関わっている<ref name=ref44><pubmed> 11231058 </pubmed></ref><ref name=ref45><pubmed> 18308300 </pubmed></ref>。Pax6は大脳皮質 <ref name=ref13 /><ref name=ref46><pubmed> 14501209 </pubmed></ref>や[[小脳]] <ref name=ref47><pubmed> 12534968 </pubmed></ref>において細胞移動に関わっている。"Pax6"変異体の発生初期菱脳（後脳）を用いたゲノムワイド解析により、"Pax6"変異体において発現が変動する遺伝子のうち、細胞移動に関与する遺伝子が多数同定されている<ref name=ref48><pubmed> 20082710 </pubmed></ref>。

==疾患との関わり==
　 ''Pax''遺伝子群はヒトやマウスに於いて、病気の原因遺伝子として同定されたものが多い。例えば、眼の発生のマスター制御遺伝子である''PAX6''は、無虹彩症の原因遺伝子である。自閉症患者の遺伝子解析から"PAX6"遺伝子に有為な一塩基変異多型（SNP）が同定されている<ref name=ref49><pubmed> 19607881 </pubmed></ref>。神経堤細胞の分化・移動に重要である"PAX3"はワールデンブルグ症候群の責任遺伝子である<ref name=ref49><pubmed> 8490648 </pubmed></ref>。

==関連項目==

（ございましたらご指摘下さい）

== 参考文献 ==

<references />

PAX遺伝子群

2014-03-24T11:46:01Z

Takakokikkawa:

<div align="right">
櫻井勝康、[http://researchmap.jp/t-kikkawa 吉川貴子]、[http://researchmap.jp/noriko1128 大隅典子] 
''東北大学大学院医学系研究科'' 
DOI XXXX/XXXX　原稿受付日：2012年10月31日　原稿完成日：2013年月日 
担当編集委員：[http://researchmap.jp/fujiomurakami 村上富士夫]（大阪大学大学院生命機能研究科） 
</div>

{{Infobox protein family
| Symbol = Pax
| Name = Paired domain
| image = 1mdm Pax5 paired domain.png
| width = 250
| caption = Inhibited fragment of ETS-1 (orange) and Paired domain of Pax5 (green) bound to DNA
| Pfam = PF00292
| Pfam_clan = CL0123
| InterPro =
| SMART =
| PROSITE = PDOC00034
| MEROPS =
| SCOP = 1pdn
| TCDB =
| OPM family =
| OPM protein =
| CAZy =
| CDD =
}}

英：''Paired box'' genes

英略：''Pax'' genes

{{box|text=
　''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:動物|動物]]の[[wikipedia:ja:胎生|胎生]]期に、組織や器官の発生において中心的な役割を果たす遺伝子ファミリーである。[[wikipedia:ja:脊椎動物|脊椎動物]]ではPax1〜Pax9の9種類が同定されている(表)。''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:DNA|DNA]]結合ドメインである[[wikipedia:ja:ペアードドメイン|ペアードドメイン]](PD)と呼ばれる領域を共通に持っている。また、''Pax''遺伝子には[[wikipedia:ja:オクタペプチドモチーフ|オクタペプチドモチーフ]]（OP）を持つものや、DNA結合ドメインである[[wikipedia:ja:ホメオドメイン|ホメオドメイン]]（HD）、もしくはホメオドメインの一部を持つものがある。このようなドメイン構造の差異から、''Pax''遺伝子群は4つのサブファミリーに分類される。''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]や[[wikipedia:ja:マウス|マウス]]に於いて、病気の原因遺伝子として同定されたものが多い。例えば、眼の発生のマスター制御遺伝子である''[[PAX6]]''は、[[wikipedia:ja:無虹彩症|無虹彩症]]の原因遺伝子である。
}}

==構造==
　''Pax''遺伝子群は DNA結合ドメインであるペアードドメイン(PD)と呼ばれる領域を共通に持っている。また、''Pax''遺伝子にはオクタペプチドモチーフ（OP）を持つものや、DNA結合ドメインであるホメオドメイン、もしくはホメオドメインの一部を持つものがある。

==ファミリー==
　ドメイン構造の違いから、''Pax''遺伝子群は4つのサブファミリーに分類される。

{| cellspacing="1" cellpadding="1" border="1"
|+'''表　''Pax''遺伝子の構造と発現組織'''
|-
| style="text-align:center" | Pax遺伝子
| style="text-align:center" | 構造
| style="text-align:center" | 発生期における発現組織/器官
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/2465 Pax3] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/767 Pax7]
| [[Image:Pax表1.jpg|center|150px]]
| [[中枢神経系]]、[[wikipedia:ja:頭蓋|頭蓋]]顔面の組織、[[神経堤]]細胞、[[wikipedia:ja:体節|体節]]/[[wikipedia:ja:骨格筋|骨格筋]] 中枢神経系、頭蓋顔面の組織、体節/骨格筋
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289667 Pax4] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/79677341 Pax6]
| [[Image:Pax表2.jpg|center|150px]]
| [[wikipedia:ja:膵臓|膵臓]]、[[wikipedia:ja:腸|腸]] 中枢神経系、膵臓、腸、鼻、目
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69816667 Pax2] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/74990504 Pax8] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289677 Pax5]
| [[Image:Pax表3.jpg|center|150px]]
| 中枢神経系、[[wikipedia:ja:腎臓|腎臓]]、耳 中枢神経系、腎臓、[[wikipedia:ja:甲状腺|甲状腺]] 中枢神経系、腎臓、[[wikipedia:ja:Bリンパ球|Bリンパ球]]
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289661 Pax1] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/2467 Pax9]
| [[Image:Pax表4.jpg|center|150px]]
| 骨格、[[wikipedia:ja:胸腺|胸腺]]、[[wikipedia:ja:副甲状腺|副甲状腺]] 骨格、胸腺、頭蓋顔面の組織、歯
|}
PD: ペアードドメイン、OP: オクタペプチドモチーフ、HD: ホメオドメイン 
遺伝子名は[http://www.brain-map.org Allen Brain Atlas]へリンクしている。

==発現 ==
　''Pax''遺伝子群の発現は、[[神経板]]の形成などの神経発生初期から始まる。胎生期だけではなく、生後および成体脳においても認められる<ref name=ref2 /><ref name=ref10 /><ref name=ref11 /><ref name=ref14><pubmed> 15951811 </pubmed></ref><ref name=ref15><pubmed> 10328940 </pubmed></ref><ref name=ref16><pubmed> 16035109 </pubmed></ref><ref name=ref17><pubmed> 12202033 </pubmed></ref><ref name=ref18><pubmed> 14651488 </pubmed></ref><ref name=ref19><pubmed> 17301672 </pubmed></ref><ref name=ref20><pubmed> 17091300 </pubmed></ref>。
　特にPax6は、[[神経板期]]（数体節期：マウスE8.5）に、前脳区画および[[前耳溝]]以後の[[菱脳]]・[[脊髄]]で発現が開始する。[[神経管]]閉鎖後、[[脳胞期]]（約30体節期: マウスE10.5）には、[[終脳]]背側（将来の[[大脳皮質]]領域）、[[間脳]]背側（将来の腹側・背側[[視床]]）、菱脳・脊髄の腹外側で発現する。生後も[[脳室層]]、[[扁桃体]]、視床、[[海馬]]、[[小脳]]、[[下垂体]]などで発現が見られる。[[wikipedia:ja:中枢神経系|中枢神経系]]以外では、[[wikipedia:ja:水晶体|水晶体]]、[[wikipedia:ja:角膜上皮|角膜上皮]]、[[網膜神経上皮]]、[[嗅上皮]]、[[wikipedia:ja: 膵臓|膵臓]]に発現している。

==機能 ==
　''Pax''遺伝子群は他の転写因子と協調し、[[wikipedia:ja: 神経系|神経系]]の発生初期では細胞の運命決定や[[脳の領域化]] <ref name=ref1><pubmed> 9230312 </pubmed></ref><ref name=ref2><pubmed> 9376315 </pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed> 10804178 </pubmed></ref><ref name=ref4><pubmed> 9783474 </pubmed></ref><ref name=ref5><pubmed> 11003833 </pubmed></ref><ref name=ref6><pubmed> 8126546 </pubmed></ref>、発生後期では[[細胞増殖]]、[[細胞移動]]、[[細胞分化]]に関わっている<ref name=ref7><pubmed> 9409667 </pubmed></ref><ref name=ref8><pubmed> 18661555 </pubmed></ref><ref name=ref9><pubmed> 10946068 </pubmed></ref><ref name=ref10><pubmed> 16049175 </pubmed></ref><ref name=ref11><pubmed> 16164600 </pubmed></ref><ref name=ref12><pubmed> 11301001 </pubmed></ref><ref name=ref13><pubmed> 12618140 </pubmed></ref>。

===脳の領域化、細胞の運命決定===
　神経発生の初期では、[[シグナルセンター]]からの情報によって、[[前後軸]]、[[背腹軸]]が決定され、[[脳の領域化]]が起こる<ref name=ref21><pubmed> 8895453 </pubmed></ref><ref name=ref22><pubmed> 11746229 </pubmed></ref>。''Pax''遺伝子群はシグナルセンターから放出されるシグナル分子に反応し<ref name=ref1 /><ref name=ref23><pubmed> 8598907 </pubmed></ref><ref name=ref24><pubmed> 8929535 </pubmed></ref><ref name=ref25><pubmed> 18280463 </pubmed></ref><ref name=ref26><pubmed> 18429041 </pubmed></ref><ref name=ref27><pubmed> 8741855 </pubmed></ref><ref name=ref28><pubmed> 7553857 </pubmed></ref><ref name=ref29><pubmed> 8951076 </pubmed></ref>、脳の[[領域化]]や細胞の運命決定に寄与することがわかっている<ref name=ref2 /><ref name=ref4 /><ref name=ref7 /><ref name=ref30><pubmed> 10354469 </pubmed></ref><ref name=ref31><pubmed> 17173889 </pubmed></ref>。Pax6は、菱脳・脊髄における[[運動ニューロン]]・[[介在ニューロン]]分化に関して、[[classI ホメオドメインタンパク質]]と[[classII ホメオドメインタンパク質]]との間に正確な境界形成を行うことを通じて菱脳腹側の区画化を制御する<ref name=ref32><pubmed> 11880342 </pubmed></ref>。大脳では、Pax6の下流で働く遺伝子として同定された''double-sex'' and ''mab-3'' related transcription factor-like family A1（''Dmrta1''; ''Dmrt4''）が、大脳皮質興奮性神経細胞の分化に関与することが分かった<ref name=ref33><pubmed> 23679989 </pubmed></ref>。その他Pax6には、[[前脳]]のコンパートメント形成、神経路形成（[[後交連]]、tract of postoptic commissure (TPOC, 将来の視索のガイドとなる)、[[嗅索]]、[[視床皮質路]]）、終脳背側ニューロン分化、小脳[[顆粒細胞]]の形成など多岐にわたる役割がある。視蓋の領域化にはPax3/Pax7が必須であり、ニワトリ胚を用いた実験によりPax3/Pax7がMeis homeobox 2 (Meis2) を制御することが明らかになっている<ref name=ref34><pubmed> 19736326 </pubmed></ref><ref name=ref35><pubmed> 22390724 </pubmed></ref>。

=== 神経前駆細胞の増殖および維持===
　[[脳の領域化]]の後、''Pax''遺伝子群は[[神経前駆細胞]]の増殖、維持および分化において重要な役割をはたすことがわかっている。例えば、Pax6は胎生期の脳<ref name=ref36><pubmed> 17329367 </pubmed></ref><ref name=ref37><pubmed> 11807037 </pubmed></ref><ref name=ref38><pubmed> 19521500 </pubmed></ref><ref name=ref39><pubmed> 19571125 </pubmed></ref>および成体脳<ref name=ref11 /><ref name=ref16 />において、その発現量依存的に[[神経前駆細胞]]の増殖、維持、さらには分化に関わっている。Pax6は胎生期の大脳皮質および脊髄において、神経細胞分化を担うプロニューラル遺伝子のNeurogenin2 (Neurog2) の転写を活性化する<ref name=ref40><pubmed> 11502253 </pubmed></ref><ref name=ref41><pubmed> 12783797 </pubmed></ref>。一方で、Pax6は神経幹細胞マーカーとして知られているFatty acid binding protein 7 (Fabp7; BLBP) の発現を誘導し、神経前駆細胞の増殖にも働くため<ref name=ref42><pubmed> 16237179 </pubmed></ref>、Pax6自身も神経幹細胞／前駆細胞のマーカーとして用いられることが多い。最近では、大脳皮質におけるPax6の下流遺伝子が網羅的に探索され、多数の遺伝子がPax6に制御を受けることで、神経前駆細胞の増殖および分化のバランスが保たれていることが明らかになった<ref name=ref42><pubmed> 19521500 </pubmed></ref>。また、Pax6は[[グリア細胞]]の一種である[[アストロサイト]]の増殖・分化にも関わっている<ref name=ref43><pubmed> 18448636 </pubmed></ref>。

=== 細胞移動===
　複雑な神経回路を構築する過程である神経発生において、細胞移動は時空間的に正確でなければならない。''Pax''遺伝子群はこの細胞移動に関しても重要な役割を果たす。例えば、Pax3は[[神経堤]]細胞の移動に関わっている<ref name=ref38><pubmed> 11231058 </pubmed></ref><ref name=ref39><pubmed> 18308300 </pubmed></ref>。Pax6は大脳皮質 <ref name=ref13 /><ref name=ref40><pubmed> 14501209 </pubmed></ref>や[[小脳]] <ref name=ref41><pubmed> 12534968 </pubmed></ref>において細胞移動に関わっている。

==疾患との関わり==
　 ''Pax''遺伝子群はヒトやマウスに於いて、病気の原因遺伝子として同定されたものが多い。例えば、眼の発生のマスター制御遺伝子である''PAX6''は、無虹彩症の原因遺伝子である。

==関連項目==

（ございましたらご指摘下さい）

== 参考文献 ==

<references />

PAX遺伝子群

2014-03-24T11:40:11Z

Takakokikkawa:

<div align="right">
櫻井勝康、[http://researchmap.jp/t-kikkawa 吉川貴子]、[http://researchmap.jp/noriko1128 大隅典子] 
''東北大学大学院医学系研究科'' 
DOI XXXX/XXXX　原稿受付日：2012年10月31日　原稿完成日：2013年月日 
担当編集委員：[http://researchmap.jp/fujiomurakami 村上富士夫]（大阪大学大学院生命機能研究科） 
</div>

{{Infobox protein family
| Symbol = Pax
| Name = Paired domain
| image = 1mdm Pax5 paired domain.png
| width = 250
| caption = Inhibited fragment of ETS-1 (orange) and Paired domain of Pax5 (green) bound to DNA
| Pfam = PF00292
| Pfam_clan = CL0123
| InterPro =
| SMART =
| PROSITE = PDOC00034
| MEROPS =
| SCOP = 1pdn
| TCDB =
| OPM family =
| OPM protein =
| CAZy =
| CDD =
}}

英：''Paired box'' genes

英略：''Pax'' genes

{{box|text=
　''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:動物|動物]]の[[wikipedia:ja:胎生|胎生]]期に、組織や器官の発生において中心的な役割を果たす遺伝子ファミリーである。[[wikipedia:ja:脊椎動物|脊椎動物]]ではPax1〜Pax9の9種類が同定されている(表)。''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:DNA|DNA]]結合ドメインである[[wikipedia:ja:ペアードドメイン|ペアードドメイン]](PD)と呼ばれる領域を共通に持っている。また、''Pax''遺伝子には[[wikipedia:ja:オクタペプチドモチーフ|オクタペプチドモチーフ]]（OP）を持つものや、DNA結合ドメインである[[wikipedia:ja:ホメオドメイン|ホメオドメイン]]（HD）、もしくはホメオドメインの一部を持つものがある。このようなドメイン構造の差異から、''Pax''遺伝子群は4つのサブファミリーに分類される。''Pax''遺伝子群は[[wikipedia:ja:ヒト|ヒト]]や[[wikipedia:ja:マウス|マウス]]に於いて、病気の原因遺伝子として同定されたものが多い。例えば、眼の発生のマスター制御遺伝子である''[[PAX6]]''は、[[wikipedia:ja:無虹彩症|無虹彩症]]の原因遺伝子である。
}}

==構造==
　''Pax''遺伝子群は DNA結合ドメインであるペアードドメイン(PD)と呼ばれる領域を共通に持っている。また、''Pax''遺伝子にはオクタペプチドモチーフ（OP）を持つものや、DNA結合ドメインであるホメオドメイン、もしくはホメオドメインの一部を持つものがある。

==ファミリー==
　ドメイン構造の違いから、''Pax''遺伝子群は4つのサブファミリーに分類される。

{| cellspacing="1" cellpadding="1" border="1"
|+'''表　''Pax''遺伝子の構造と発現組織'''
|-
| style="text-align:center" | Pax遺伝子
| style="text-align:center" | 構造
| style="text-align:center" | 発生期における発現組織/器官
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/2465 Pax3] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/767 Pax7]
| [[Image:Pax表1.jpg|center|150px]]
| [[中枢神経系]]、[[wikipedia:ja:頭蓋|頭蓋]]顔面の組織、[[神経堤]]細胞、[[wikipedia:ja:体節|体節]]/[[wikipedia:ja:骨格筋|骨格筋]] 中枢神経系、頭蓋顔面の組織、体節/骨格筋
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289667 Pax4] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/79677341 Pax6]
| [[Image:Pax表2.jpg|center|150px]]
| [[wikipedia:ja:膵臓|膵臓]]、[[wikipedia:ja:腸|腸]] 中枢神経系、膵臓、腸、鼻、目
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69816667 Pax2] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/74990504 Pax8] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289677 Pax5]
| [[Image:Pax表3.jpg|center|150px]]
| 中枢神経系、[[wikipedia:ja:腎臓|腎臓]]、耳 中枢神経系、腎臓、[[wikipedia:ja:甲状腺|甲状腺]] 中枢神経系、腎臓、[[wikipedia:ja:Bリンパ球|Bリンパ球]]
|-
| [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/69289661 Pax1] [http://mouse.brain-map.org/experiment/show/2467 Pax9]
| [[Image:Pax表4.jpg|center|150px]]
| 骨格、[[wikipedia:ja:胸腺|胸腺]]、[[wikipedia:ja:副甲状腺|副甲状腺]] 骨格、胸腺、頭蓋顔面の組織、歯
|}
PD: ペアードドメイン、OP: オクタペプチドモチーフ、HD: ホメオドメイン 
遺伝子名は[http://www.brain-map.org Allen Brain Atlas]へリンクしている。

==発現 ==
　''Pax''遺伝子群の発現は、[[神経板]]の形成などの神経発生初期から始まる。胎生期だけではなく、生後および成体脳においても認められる<ref name=ref2 /><ref name=ref10 /><ref name=ref11 /><ref name=ref14><pubmed> 15951811 </pubmed></ref><ref name=ref15><pubmed> 10328940 </pubmed></ref><ref name=ref16><pubmed> 16035109 </pubmed></ref><ref name=ref17><pubmed> 12202033 </pubmed></ref><ref name=ref18><pubmed> 14651488 </pubmed></ref><ref name=ref19><pubmed> 17301672 </pubmed></ref><ref name=ref20><pubmed> 17091300 </pubmed></ref>。
　特にPax6は、[[神経板期]]（数体節期：マウスE8.5）に、前脳区画および[[前耳溝]]以後の[[菱脳]]・[[脊髄]]で発現が開始する。[[神経管]]閉鎖後、[[脳胞期]]（約30体節期: マウスE10.5）には、[[終脳]]背側（将来の[[大脳皮質]]領域）、[[間脳]]背側（将来の腹側・背側[[視床]]）、菱脳・脊髄の腹外側で発現する。生後も[[脳室層]]、[[扁桃体]]、視床、[[海馬]]、[[小脳]]、[[下垂体]]などで発現が見られる。[[wikipedia:ja:中枢神経系|中枢神経系]]以外では、[[wikipedia:ja:水晶体|水晶体]]、[[wikipedia:ja:角膜上皮|角膜上皮]]、[[網膜神経上皮]]、[[嗅上皮]]、[[wikipedia:ja: 膵臓|膵臓]]に発現している。

==機能 ==
　''Pax''遺伝子群は他の転写因子と協調し、[[wikipedia:ja: 神経系|神経系]]の発生初期では細胞の運命決定や[[脳の領域化]] <ref name=ref1><pubmed> 9230312 </pubmed></ref><ref name=ref2><pubmed> 9376315 </pubmed></ref><ref name=ref3><pubmed> 10804178 </pubmed></ref><ref name=ref4><pubmed> 9783474 </pubmed></ref><ref name=ref5><pubmed> 11003833 </pubmed></ref><ref name=ref6><pubmed> 8126546 </pubmed></ref>、発生後期では[[細胞増殖]]、[[細胞移動]]、[[細胞分化]]に関わっている<ref name=ref7><pubmed> 9409667 </pubmed></ref><ref name=ref8><pubmed> 18661555 </pubmed></ref><ref name=ref9><pubmed> 10946068 </pubmed></ref><ref name=ref10><pubmed> 16049175 </pubmed></ref><ref name=ref11><pubmed> 16164600 </pubmed></ref><ref name=ref12><pubmed> 11301001 </pubmed></ref><ref name=ref13><pubmed> 12618140 </pubmed></ref>。

===脳の領域化、細胞の運命決定===
　神経発生の初期では、[[シグナルセンター]]からの情報によって、[[前後軸]]、[[背腹軸]]が決定され、[[脳の領域化]]が起こる<ref name=ref21><pubmed> 8895453 </pubmed></ref><ref name=ref22><pubmed> 11746229 </pubmed></ref>。''Pax''遺伝子群はシグナルセンターから放出されるシグナル分子に反応し<ref name=ref1 /><ref name=ref23><pubmed> 8598907 </pubmed></ref><ref name=ref24><pubmed> 8929535 </pubmed></ref><ref name=ref25><pubmed> 18280463 </pubmed></ref><ref name=ref26><pubmed> 18429041 </pubmed></ref><ref name=ref27><pubmed> 8741855 </pubmed></ref><ref name=ref28><pubmed> 7553857 </pubmed></ref><ref name=ref29><pubmed> 8951076 </pubmed></ref>、脳の[[領域化]]や細胞の運命決定に寄与することがわかっている<ref name=ref2 /><ref name=ref4 /><ref name=ref7 /><ref name=ref30><pubmed> 10354469 </pubmed></ref><ref name=ref31><pubmed> 17173889 </pubmed></ref>。Pax6は、菱脳・脊髄における[[運動ニューロン]]・[[介在ニューロン]]分化に関して、[[classI ホメオドメインタンパク質]]と[[classII ホメオドメインタンパク質]]との間に正確な境界形成を行うことを通じて菱脳腹側の区画化を制御する<ref name=ref32><pubmed> 11880342 </pubmed></ref>。大脳では、Pax6の下流で働く遺伝子として同定された''double-sex'' and ''mab-3'' related transcription factor-like family A1（''Dmrta1''; ''Dmrt4''）が、大脳皮質興奮性神経細胞の分化に関与することが分かった<ref name=ref33><pubmed> 23679989 </pubmed></ref>。その他Pax6には、[[前脳]]のコンパートメント形成、神経路形成（[[後交連]]、tract of postoptic commissure (TPOC, 将来の視索のガイドとなる)、[[嗅索]]、[[視床皮質路]]）、終脳背側ニューロン分化、小脳[[顆粒細胞]]の形成など多岐にわたる役割がある。視蓋の領域化にはPax3/Pax7が必須であり、ニワトリ胚を用いた実験によりPax3/Pax7がMeis homeobox 2 (Meis2) を制御することが明らかになっている<ref name=ref34><pubmed> 19736326 </pubmed></ref><ref name=ref35><pubmed> 22390724 </pubmed></ref>。

=== 神経前駆細胞の増殖および維持===
　[[脳の領域化]]の後、''Pax''遺伝子群は[[神経前駆細胞]]の増殖、維持および分化において重要な役割をはたすことがわかっている。例えば、Pax6は胎生期の脳<ref name=ref33><pubmed> 17329367 </pubmed></ref><ref name=ref34><pubmed> 11807037 </pubmed></ref><ref name=ref35><pubmed> 19521500 </pubmed></ref><ref name=ref36><pubmed> 19571125 </pubmed></ref>および成体脳<ref name=ref11 /><ref name=ref16 />において、その発現量依存的に[[神経前駆細胞]]の増殖、維持、さらには分化に関わっている。また、Pax6は[[グリア細胞]]の一種である[[アストロサイト]]の増殖・分化にも関わっている<ref name=ref37><pubmed> 18448636 </pubmed></ref>。

=== 細胞移動===
　複雑な神経回路を構築する過程である神経発生において、細胞移動は時空間的に正確でなければならない。''Pax''遺伝子群はこの細胞移動に関しても重要な役割を果たす。例えば、Pax3は[[神経堤]]細胞の移動に関わっている<ref name=ref38><pubmed> 11231058 </pubmed></ref><ref name=ref39><pubmed> 18308300 </pubmed></ref>。Pax6は大脳皮質 <ref name=ref13 /><ref name=ref40><pubmed> 14501209 </pubmed></ref>や[[小脳]] <ref name=ref41><pubmed> 12534968 </pubmed></ref>において細胞移動に関わっている。

==疾患との関わり==
　 ''Pax''遺伝子群はヒトやマウスに於いて、病気の原因遺伝子として同定されたものが多い。例えば、眼の発生のマスター制御遺伝子である''PAX6''は、無虹彩症の原因遺伝子である。

==関連項目==

（ございましたらご指摘下さい）

== 参考文献 ==

<references />