在过去的十年中,胰腺在妊娠期间的正常发育已经被深入研究,特别是在小鼠中(Servitja和Ferrer 2004;Chakrabarti和Mirmira 2003)。对与青年成熟型糖尿病(MODY)相关的遗传缺陷的研究为这些发生在人类中的过程提供了直接的见解(Fajans等,2001年)。在胚胎发生过程中,早期胰腺芽上皮细胞向成熟的内分泌和外分泌细胞分化。将这一过程划分为四个连续的细胞阶段,有助于我们开始描述信号转导途径和转录网络的复杂相互作用。这里的注释绝不是完整的——除了这里所描述的因素之外,其他因素必须是活跃的,即使是所描述的因素,也只是对它们的调控效应和相互作用的关键例子进行了注释。
同样重要的是认识到,在人类与老鼠不同,不同阶段的细胞可以同时出现在发展中胰腺和这些发展的线性表示事件所示是一个过于简单的实际发展过程(例如,Sarkar et al . 2008年)。
这个过程的第一个阶段包括两个胰腺原上皮细胞的预分化,这些细胞大约在体节11-15期从定形内胚层产生,并在体节20-22期经历出芽。这一时期对应于小鼠的妊娠期8.75-9.5天,人类为26天。
随后胰腺芽合并形成一个单一的原始腺体,同时形成由高度增殖的上皮细胞排列的导管树。这种上皮细胞的一个子集被认为分化为内分泌或腺泡外分泌细胞。第三个细胞阶段是由内分泌调控的前体细胞定义的,这些前体细胞选择性地表达基本的螺旋-环-螺旋转录因子NEUROG3。众所周知,NEUROG3能激活一个复杂的转录网络,这对内分泌细胞的规范至关重要。许多被NEUROG3激活的转录因子也参与了胰岛亚型细胞的规范和内分泌细胞的后续分化阶段。这个短暂的细胞阶段导致了所有已知的胰腺内分泌细胞的产生,包括产生胰岛素的β细胞和产生胰高血糖素的α细胞,这是这个发育过程的最后阶段。
下图总结了在这些细胞阶段之间进行转录因子和转录因子靶基因之间进行的相互作用,并且显示出存在既有功能证据的情况,即待表达靶基因所需的转录因子和这种互动的生化证据是直接的。我们还描述了已知信号通路在该过程中调节转录因子基因的情况,即使不完全理解中间信号通路,也是如此。