缺口受体1; NOTCH1

缺口，果蝇，同源物，1
易位相关的Notch同源物； TAN1

HGNC 批准的基因符号：NOTCH1

细胞遗传学位置：9q34.3 基因组坐标（GRCh38）：9:136,494,433-136,546,048（来自 NCBI）

▼ 说明

Notch 蛋白是单程跨膜受体，在发育过程中调节细胞命运决定。 Notch家族包括4个受体，NOTCH1、NOTCH2（600275）、NOTCH3（600276）和NOTCH4（164951），其配体包括JAG1（601920）、JAG2（602570）、DLL1（606582）、DLL3（602768）和DLL4（605185）。所有受体均具有包含多个表皮生长因子（EGF；131530）样重复的胞外结构域和包含RAM结构域、锚蛋白重复结构和C端PEST结构域的胞内区域（Das等人，2004）。

▼ 克隆与表达

Ellisen 等人在一例急性 T 细胞淋巴细胞白血病病例中发现了易位 t（7;9）（q34;q34.3）（1991）发现9号染色体上的基因座含有一个基因NOTCH1，与果蝇基因Notch高度同源。人类 NOTCH1 基因的转录本，Ellisen 等人（1991） 称为 TAN1，其小鼠对应物在许多正常人类胎儿和成年小鼠组织中得到证实，但在淋巴组织中含量最多。

米尔纳等人（1994） 发现至少 1 个 Notch 同源物在人骨髓 CD34（142230） 阳性细胞中表达，这是一个富含造血前体的细胞群。基于这些发现，他们提出Notch家族的成员，包括TAN1，可能参与介导造血过程中的细胞命运决定。

除了Notch胞外区中的EGF样重复序列外，Notch胞内区中的已知基序还包括核定位信号（NLS）和RAM基序、6个锚蛋白/CDC10重复序列、第二个NLS、PEST序列和富含谷氨酰胺的结构域。通过荧光素酶和蛋白质印迹分析，Wang 等人（2001） 确定细胞内 NOTCH1 的 6 个锚蛋白重复序列​​的 N 端高度保守的 109 个氨基酸区域（残基 1773-1881）抑制 NFKB（164011） DNA 结合和基因表达。他们将这种蛋白质-蛋白质相互作用结构域命名为 NLS，即 NFKB 结合结构域。

▼ 生化特征

晶体结构

卢卡等人（2015） 以 2.3 埃的分辨率确定了 NOTCH1-DLL4 复合物相互作用区域的晶体结构。该复合物显示出由 NOTCH1 O 连接糖基化辅助的 2 位点反向平行结合方向。 NOTCH1 EGF 样重复序列 11 和 12 分别与 DLL4 δ/Serrate/Lag2（DSL） 结构域和 Notch 配体（MNNL） 结构域 N 末端的模块相互作用。 NOTCH1 上的苏氨酸和丝氨酸残基用 O-岩藻糖和 O-葡萄糖进行功能化，它们通过与 DLL4 上的残基进行特定且必要的接触来充当替代氨基酸。 O-聚糖在 NOTCH1 配体结合中的直接化学作用的阐明表明，Notch 蛋白如何通过依赖其配体结合位点的翻译后修饰，将其功能能力与发育调节的生物合成途径联系起来。

卢卡等人（2017） 确定了 Notch1 与 Jag1 工程化高亲和力变体复合的细胞外相互作用区域的 2.5 埃分辨率晶体结构。该结构揭示了一个结合界面，该界面沿着每种蛋白质的 5 个连续结构域延伸约 120 埃。 Notch1 EGF 结构域 8 和 12 上的 O-连接岩藻糖修饰分别接合 Jag1 的 EGF3 和 C2 结构域，并且不同的 Notch1 结构域比结合 Dll4 配体的结构域更有利于与 Jag1 结合。 Jag1 在 Notch 结合后经历构象变化，表现出捕获键行为，延长了 Notch 激活所需的力范围内的相互作用。这种机制使细胞力能够调节结合、区分 Notch 配体并增强 Notch 信号传导。

冷冻电子显微镜

杨等人（2019） 报道了人γ-分泌酶（参见 PS1, 104311）与 Notch 片段复合的冷冻电子显微镜结构，分辨率为 2.7 埃。 Notch 的跨膜螺旋被 PS1 的 3 个跨膜结构域包围，Notch 片段的羧基端 β 链与胞内侧的 2 条底物诱导的 PS1 β 链形成 β 折叠。混合β-折叠的形成对于底物裂解至关重要，底物裂解发生在Notch跨膜螺旋的羧基末端。 PS1 在底物结合后经历明显的构象重排。杨等人（2019） 得出的结论是，这些特征揭示了 Notch 识别的结构基础，并对 γ 分泌酶招募淀粉样前体蛋白具有影响。

▼ 测绘

通过体细胞杂交和 FISH 分析，Larsson 等人（1994） 将 NOTCH1 基因定位到染色体 9q34。他们将 NOTCH2 和 NOTCH3 基因分别对应到染色体 1p13-p11 和 19p13.2-p13.1。

德尔阿莫等人（1993） 和 Pilz 等人（1994） 证明小鼠 Notch1 基因对应到 2 号染色体。

▼ 基因功能

缺口配体选择性

为了确定Notch受体中负责配体选择性的特定结构域，Yamamoto等人（2012） 在果蝇中进行了遗传筛选，并分离出了一种突变 Notch（Jigsaw），它影响锯齿状信号但不影响 δ 依赖性信号传导。 Notch（Jigsaw） 在表皮生长因子重复序列 8（Egfr-8） 中携带错义突变，且锯齿状结合有缺陷。哺乳动物 Notch2（600275） 中的同源点突变导致哺乳动物锯齿状同源物 Jagged1（601920） 的信号传导缺陷。山本等人（2012） 得出结论，Egfr-8 中进化上保守的缬氨酸对于配体选择性至关重要，并为研究许多 Notch 依赖性信号传导事件提供了分子句柄。

缺口加工

NOTCH1 的成熟和激活过程中存在蛋白水解过程（Chan 和 Jan，1998）。 NOTCH1 蛋白的成熟是由分泌途径中的弗林蛋白酶（136950） 样转化酶介导的；切割发生在识别序列 RQRR 之后的胞外位点，称为位点 1（S1）（Logeat 等，1998）。所得的多肽以分子内异二聚体的形式缔合，被认为是细胞表面上发现的 NOTCH1 受体的唯一形式（Logeat 等人，1998）。 NOTCH1 的激活涉及 gly1743 和 val1744（称为位点 3 或 S3）之间的裂解（Schroeter 等，1998）。 S3 裂解用于从膜上释放 NOTCH1 胞内结构域（NICD）。然后 NICD 易位到细胞核，在细胞核中与 CSL 家族成员（RBPSUH（147183）、“无毛抑制剂”和 LAG1）协同发挥转录激活剂的作用（Jarriault 等人，1995）。 S3 处理仅在响应配体结合时发生。玛姆等人（2000） 证明配体结合促进了细胞外近膜区域内另一个位点的裂解，他们将其命名为 S2。这有助于释放 NICD 产生的胞外域抑制。 S2 裂解发生在 ala1710 和 val1711 之间，即跨膜结构域外大约 12 个氨基酸处。 S2 处的切割产生称为 NEXT（Notch 细胞外截短）的瞬时中间肽。当 NICD 的产生被点突变或 γ-分泌酶抑制剂或早老素-1（PSEN1; 104311） 的缺失阻断时，NEXT 就会积累，并且抑制 NEXT 会消除 NICD 的产生。这些数据表明，S2 裂解是导致 NOTCH1 激活的蛋白水解级联中配体调节的步骤。

布劳等人（2000） 在体外纯化了导致 S2 裂解的 γ-分泌酶样活性，并表明它是由肿瘤坏死因子转换酶或 TACE（ADAM17; 603639）（金属蛋白酶 ADAM 家族的成员）引起的。此外，对 TACE -/- 骨髓源性单核前体细胞的实验表明，TACE 在 Notch 通路的激活中发挥着重要作用。

早老素在缺口加工中的作用

De Strooper 等人的工作表明了 Notch 和早老素（PSEN1, 104311; PSEN2, 600759） 之间的联系（1999）、Struhl 和 Greenwald（1999） 以及 Ye 等人（1999）。 Struhl 和 Greenwald（1999） 以及 Ye 等人（1999）表明果蝇早老素基因的功能丧失突变表现出致命的Notch样表型。德斯特鲁珀等人（1999） 通过将小鼠 Notch1 的组成型活性形式引入早老素-1 敲除小鼠的成纤维细胞中，研究了早老素对 Notch 加工的影响。该构建体之前曾被用来鉴定位于Notch跨膜区域内或附近的蛋白水解切割位点。所有 3 个小组都得出结论，早老素是从质膜释放 Notch 细胞内结构域所必需的。 Hardy 和 Israel（1999） 讨论了这项工作的意义。 Yu 等人通过分析 Psen1 条件敲除小鼠（2001） 得出结论，成人大脑皮层中 Psen1 功能的失活不会影响 Notch 下游靶基因的表达。

寻找阿尔茨海默病（104300） 治愈方法的一个主要治疗靶点是 γ-分泌酶。这种活性存在于负责生成 A-β-42 肽的多蛋白酶复合物中，其沉淀物被认为会导致阿尔茨海默病。早老素被认为含有γ-分泌酶的活性位点。 γ-分泌酶也是 Notch 信号转导途径的重要组成部分； Notch信号调节成体自我更新细胞的发育和分化。这一事实引起了人们的关注，即治疗性抑制γ-分泌酶可能会干扰成人的Notch相关过程，最令人担忧的是造血作用。哈德兰等人（2001）表明，在胎儿胸腺器官培养物中应用γ-分泌酶抑制剂会干扰T细胞发育，其方式与Notch1功能的丧失或减少一致。从不成熟的 CD4-/CD8- 状态到中间 CD4+/CD8+ 双阳性状态的进展受到抑制。此外，在双阳性阶段晚些时候开始的治疗特异性抑制了CD8+单阳性细胞的成熟，但不影响CD4+单阳性细胞。这些结果表明，药理学γ-分泌酶抑制重现了脊椎动物组织中Notch1的损失，并提出了一个系统，可以快速评估γ-分泌酶靶向药物抑制Notch活性的能力。

边缘蛋白对 Notch 信号传导的调节

Notch 受体在高度保守的细胞间信号通路中发挥作用，指导后生动物的细胞命运决定、增殖和凋亡。边缘蛋白，例如“疯狂边缘”（LFNG; 602576），可以正向和负向调节 Notch 配体激活 Notch 受体的能力。莫洛尼等人（2000）建立了Fringe作用的生化机制。果蝇和哺乳动物 Fringe 蛋白具有岩藻糖特异性 β-1,3 N-乙酰葡糖胺基转移酶活性，可启动附着在表皮生长因子（EGF; 131530） 样 Notch 序列重复上的 O 连接岩藻糖残基的延伸。莫洛尼等人（2000）通过在哺乳动物细胞中使用共培养测定以及通过在果蝇中表达无酶活性的Fringe突变体，获得了Notch上O-连接岩藻糖的边缘依赖性延伸调节Notch信号传导的生物学证据。作者表示，Fringe 对 Notch 的翻译后修饰代表了通过差异受体糖基化调节信号事件的一个引人注目的例子，并确定了他们认为可能与其他信号通路相关的机制。

研究果蝇，布鲁克纳等人（2000） 表明，Fringe 在高尔基体中充当糖基转移酶，修饰 Notch 的 EGF 模块并改变 Notch 结合其配体 δ 的能力（602768）。作者证明，Fringe 催化 N-乙酰氨基葡萄糖添加到岩藻糖中，这与与 EGF 重复相关的 O-连接岩藻糖 O-糖基化延伸中的作用一致。他们认为，细胞类型特异性的糖基化修饰可能提供调节体内配体-受体相互作用的通用机制。

维桑等人（2006） 发现 Lfng 的发育阶段特异性表达是协调小鼠 T 细胞祖细胞进入胸腺内微环境所必需的，支持 T 细胞发育的 Notch1 依赖性阶段。缺乏 Lfng 的祖细胞在竞争性测定中产生很少的胸腺细胞，而 Lfng 的过度表达导致“超级竞争性”。胸腺细胞与 δ 样配体（例如 DLL1）的结合增强，并阻断正常祖细胞的 T 淋巴细胞生成。维桑等人（2006） 提出 LFNG 和 NOTCH1 控制祖细胞对皮质生态位的竞争，从而抑制祖细胞的 B 细胞潜力，这对于胸腺大小的调节很重要。

POFUT1 调制陷波信号

Notch 及其配体经过 POFUT1（607491） 修饰，将岩藻糖附着到 EGF 结构域内的丝氨酸或苏氨酸上。使用 RNA 干扰降低果蝇中 Pofut1 的表达，Okajima 和 Irvine（2002） 证明 O 连接岩藻糖是 Notch 信号传导所必需的，包括边缘依赖性和边缘孤立过程。研究发现，信号接收细胞和 Notch 激活的上游对 Pofut1 的需求是细胞自主的。 Pofut1 的转录受到发育调控，Pofut1 的过度表达会抑制 Notch 信号传导。作者得出结论，POFUT1 是 Notch 通路的核心组成部分，是其配体激活 Notch 所必需的，其调节可能有助于发育过程中 Notch 激活的模式。

通过 PIN1 调制陷波信号

鲁斯蒂吉等人（2009） 表明 PIN1（601052） 通过其脯氨酰异构酶活性增强人类癌细胞系中的 NOTCH1 信号传导。 PIN1 直接与磷酸化的 NOTCH1 相互作用，并增强 γ 分泌酶对 NOTCH1 的裂解。因此，PIN1 在体外和体内都有助于 NOTCH1 转化特性。 NOTCH1 反过来上调 PIN1，从而建立一个放大 NOTCH1 信号传导的正反馈回路。

USP10 对陷波信号的调制

林等人（2019） 发现人类 USP10（609818） 与 NICD 相互作用，可减缓这种短暂形式的激活 NOTCH1 受体的泛素依赖性周转。 USP10 失活降低了 NICD 丰度和稳定性，并减少了人内皮细胞中 Notch 诱导的靶基因表达。在小鼠中，内皮 Usp10 的缺失增加了血管萌芽，并部分恢复了由 NICD 异位表达引起的模式缺陷。作者得出结论，USP10 作为 NICD 去泛素酶发挥作用，在血管生成萌芽过程中调节内皮 Notch 反应。

Notch信号通路

阿塔瓦尼斯-察科纳斯等人（1995） 回顾了 Notch 信号通路。

阿克塞尔罗德等人（1996） 报道果蝇 Disheveled 基因（601225） 编码 Wingless（164820） 信号通路的一个组成部分，与 Notch 及其配体之一 δ 拮抗地相互作用。 Disheveled 和 Notch C 末端之间的直接物理相互作用向作者表明，Disheveled 直接阻断 Notch 信号传导，并为 Notch 和 Wingless 信号传导途径之间观察到的抑制性串扰提供了分子机制。

兰加拉詹等人（2001） 发现Notch1 激活在分化的小鼠角质形成细胞中诱导p21（CDKN1A; 116899），并且这种诱导与Rbpjk（RBPSUH; 147183） 靶向p21 启动子有关。马穆卡里等人（2005） 表明，Notch1 还通过作用于 p21 TATA 框近端区域的钙调神经磷酸酶（参见 114105）依赖性机制激活 p21。通过钙调神经磷酸酶/NFAT（参见 600490）途径的 Notch 信号传导还涉及钙加压素（参见 602917）和 Hes1。

魏森等人（2002） 证明致癌 Ras（190020） 激活 Notch 信号传导，并且野生型 Notch1 对于在体外和体内维持 Ras 转化的人类细胞中的肿瘤表型是必需的。致癌 Ras 会增加野生型 Notch1 细胞内形式的水平和活性，并通过 p38（600289） 介导的途径上调 Notch1 配体 δ1（606582） 以及早老蛋白-1（104311）（一种参与 Notch 加工的蛋白质）。魏森等人（2002） 得出的结论是，他们的观察将 Notch 信号转导置于致癌 Ras 的关键下游效应子之中。

巴林特等人（2005） 证明，与痣样本相比，NOTCH1 通路在黑色素瘤（参见 155600）样本中被激活。阻断NOTCH信号传导可抑制原发性黑色素瘤细胞的生长，而NOTCH1通路的组成性激活在体外和体内均增强原发性黑色素瘤细胞的生长，但NOTCH1对转移性黑色素瘤细胞几乎没有影响。 NOTCH1信号的激活使原发性黑色素瘤细胞获得转移能力。 NOTCH1对原代黑色素瘤细胞的致癌作用是由β-连环蛋白介导的，β-连环蛋白在NOTCH1激活后上调；抑制β-连环蛋白表达可逆转NOTCH1增强的肿瘤生长和转移。巴林特等人（2005） 表明，NOTCH1 信号传导在促进原发性黑色素瘤的进展中具有依赖于 β-连环蛋白的阶段特异性作用。

Dequeant 等人使用小鼠前体中胚层转录组的微阵列研究（2006） 证明与此过程相关的振荡器（分段时钟）驱动参与细胞信号传导的大型循环基因网络的周期性表达。在每个周期中，Notch 成纤维细胞生长因子（FGF） 和 Wnt（参见 164820）途径的相互排斥激活表明这 3 条途径的协调调节是时钟振荡器的基础。德奎安特等人（2006） 从 40 个小鼠胚胎（从 19 到 23 个体节）收集了体节前中胚层样本，并使用它们的 Lfng（602576） 表达模式作为代理，选择了覆盖整个振荡周期的 17 个样本。 8 个已知的小鼠循环基因中的 6 个被鉴定为周期为 94、102、112、81、分别为 102 分钟和 112 分钟。确定了两个集群。其中一个簇包含 Notch 通路的已知循环基因：Hes1、Hes5 和 Hey1，以及 Id1（600349）。该簇还包含 Nrarp（619987），它是 Notch 信号传导的直接目标。与 Notch 通路位于同一簇中的是 FGF-MAPK 通路的成员，包括 Spry2（602466） 和 Dusp6（602748）。第二个周期性基因簇包含与 Notch-FGF 簇相反相位循环的基因；该簇中的大多数循环基因与 Wnt 信号传导相关，包括 Dkk1（605189）、cMyc（190080）、Axin2、Sp5（609391） 和 Tnfrsf19（606122）。

通过检查基因表达谱，Palomero 等人（2006） 发现 NOTCH 和 MYC（190080） 调节 2 个相互关联的转录程序，其中包含调节原发性人类 T 细胞淋巴细胞白血病细胞生长的共同靶基因。

在涉及骨髓祖细胞和 T 细胞急性淋巴细胞白血病（T-ALL） 细胞系的研究中，Vilimas 等人（2007） 发现组成型活性 NOTCH1 通过转录并通过 IKK 复合物激活 NFKB 通路（参见 600664），从而导致 NFKB 靶基因的表达增加。 NFKB 通路在建立人类 T-ALL 过程中高度活跃，抑制该通路可有效限制体外和体内肿瘤的生长。维利马斯等人（2007） 得出结论，NFKB 是 NOTCH1 诱导转化的主要介质之一。

莱福特等人（2007） 发现，与正常表皮对照相比，NOTCH1 蛋白和 mRNA 在一组皮肤和口腔鳞状细胞癌（SCC） 细胞系以及一组皮肤 SCC 中减少。他们发现，抑制人原代角质形成细胞中的Notch信号传导会抑制角质形成细胞的分化，扩大具有干细胞潜力的细胞群，并促进侵袭性鳞状细胞癌的形成。人角质形成细胞中 NOTCH1 的表达受 P53（TP53; 191170） 的控制，NOTCH1 通过 ROCK1（601702）/ROCK2（604002） 和 MRCK-α（CDC42BPA; 603412） 的负调节抑制肿瘤形成，这些物质是小 RHO GTP 酶（参见 ARHA；165390）与肿瘤进展有关。

一些 T-ALL 细胞表现出对 γ 分泌酶抑制剂的抵抗力，该抑制剂通过阻断 NOTCH1 激活发挥作用。 Palomero 等人使用微阵列分析（2007） 将 PTEN（601728） 确定为在 γ-分泌酶抑制剂抗性 T 细胞系中最一致下调的基因。进一步分析表明，这些耐药细胞系的 PTEN 基因存在截短突变。 PTEN 功能丧失导致 PI3 激酶（171834）-AKT（164730） 信号通路异常激活，从而诱导对 γ 分泌酶抑制剂产生耐药性。对正常小鼠胸腺细胞的研究表明，Notch1 调节下游 Pten 表达。 Notch 信号传导和 PI3-激酶-AKT 通路在 Notch 诱导的肿瘤发生的果蝇模型中协同作用。研究结果表明，NOTCH1 控制着一个转录网络，该网络可调节正常胸腺细胞和白血病 T 细胞中的 PTEN 表达和 PI3-激酶-AKT 信号传导活性。

水谷等人（2007） 表明神经干细胞和中间神经祖细胞都对 Notch 受体激活有反应，但神经干细胞通过经典的 Notch 效应器 C 启动子结合因子（CBF1; 147183） 发出信号，而中间神经祖细胞减弱了 CBF1 信号传导。此外，虽然CBF1的敲除促进神经干细胞向中间神经祖细胞的转化，但CBF1的激活不足以将中间神经祖细胞转化回神经干细胞。 Mizutani 等人使用转基因和瞬时体内报告基因检测（2007） 表明，神经干细胞和中间神经祖细胞共存于小鼠的端脑室区，并且可以根据 CBF1 活性前瞻性地将它们分离。此外，通过体内移植，他们表明，虽然神经干细胞以相似的频率产生神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞，但中间神经祖细胞主要是神经源性的。水谷等人（2007） 得出的结论是，他们的研究以及之前关于造血干细胞的研究表明，使用或阻断 Notch 下游的 CBF1 级联作为区分干细胞与多种组织中更有限的祖细胞的一般特征。

斯约伦德等人（2008） 发现 Notch 信号在人透明细胞肾细胞癌（CCRCC） 细胞系中持续活跃。阻断Notch信号传导会减弱CCRCC细胞系的增殖并抑制不依赖贴壁的生长，并抑制裸鼠中异种移植的CCRCC细胞的生长。针对各种 Notch 受体的小干扰 RNA 显示生长促进是由于 Notch1 激活所致，并且 Notch1 敲低伴随着负细胞周期调节因子 p21（Cip1） 和/或 p27（Kip1）（CDKN1B; 600778） 水平的升高。此外，Notch1 和 Notch 配体 Jagged1 在 CCRCC 肿瘤中的表达水平显着高于正常人肾组织，并且在抑制 Notch 信号传导后原代 CCRCC 细胞的生长减弱。

尼兰詹等人（2008） 表明，Notch 通路中的基因在人类成熟足细胞以及糖尿病肾病和局灶节段性肾小球硬化的啮齿动物模型中表达。体外和体内研究表明，Notch 胞内结构域诱导足细胞凋亡，并且对 Notch 通路进行遗传或药理抑制可保护患有蛋白尿肾病的大鼠。

默勒林等人（2009）报道了合成的、细胞可渗透的、稳定的α螺旋肽的设计，其靶向NOTCH反式激活复合物中的关键蛋白质-蛋白质界面。作者证明，烃钉合肽 SAHM1（源自 MAML1 的钉合 α 螺旋肽，605424）的直接、高亲和力结合可防止活性转录复合物的组装。不适当的 NOTCH 激活直接涉及多种疾病状态的发病机制，包括 T-ALL。用 SAHM1 处理白血病细胞会导致 NOTCH 激活基因在全基因组范围内受到抑制。 NOTCH 转录程序的直接拮抗作用在培养细胞和 NOTCH1 驱动的 T-ALL 小鼠模型中产生了有效的、NOTCH 特异性的抗增殖作用。

Notch 受体中的配体结合会触发受体阴性调节区（NRR） 的构象变化，从而使 ADAM（参见 601533）蛋白酶能够在近膜位点进行裂解，否则该位点将埋藏在静态 NRR 内。随后由γ-分泌酶复合物催化的膜内蛋白水解释放细胞内结构域以启动下游Notch转录程序。通过每个受体的异常信号传导与许多疾病（特别是癌症）有关，这使得 Notch 通路成为令人信服的药物靶标（Wu 等人的总结，2010）。尽管γ-分泌酶抑制剂（GSI）已进入临床，但由于Notch1和2的双重抑制，GSI无法区分单个Notch受体，抑制其他信号通路，并引起肠道毒性（Riccio等，2008）。为了阐明 Notch1 和 Notch2 的孤立功能并开发减少肠道毒性的临床相关抑制剂，Wu 等人（2010） 使用噬菌体展示技术生成高度专业化的抗体，这些抗体特异性拮抗每种受体旁系同源物，但与人类和小鼠序列发生交叉反应，从而能够区分人类患者和啮齿动物模型中的 Notch1 与 Notch2 功能。共晶结构表明抑制机制依赖于稳定NRR静止。选择性阻断 Notch1 可通过两种机制抑制临床前模型中的肿瘤生长：抑制癌细胞生长和放松血管生成。虽然抑制 Notch1 和 Notch2 会导致严重的肠道毒性，但单独抑制任一受体可减少或避免这种效应，这表明与泛 Notch 抑制剂相比具有明显的优势。

恩格尔等人（2010） 发现 Mtg16（CBFA2T3; 603870） -/- 小鼠造血祖细胞响应 Notch 信号，除了分化受损外，还表现出 Notch 靶标表达升高。通过恢复 Mtg16 表达来逆转缺陷。 Engel 等人使用小鼠和人类细胞（2010） 表明所有 MTG 家族蛋白均结合 CSL，并且 MTG16 结合所有 Notch 受体蛋白的 ICD。 MTG16 与 Notch ICD 的结合破坏了 MTG16-CSL 和 MTG16-NCOR（参见 600849）相互作用并允许 Notch 信号传导。突变和共沉淀分析表明，MTG16 的 N 端 PST 区域直接与 Notch ICD 相互作用，并且该结合孤立于 DNA、CSL 和组蛋白脱乙酰酶结合所需的 MTG16 NTR 结构域。 Mtg16 的 PST 区域对于小鼠造血祖细胞中 Mtg16 依赖性谱系规范也至关重要。恩格尔等人（2010） 得出结论，MTG16 是 Notch 信号传导的一个组成部分，有助于经典 Notch 靶基因的基础抑制。

瓜拉尼等人（2011） 报道 NAD（+） 依赖性脱乙酰酶 SIRT1（604479） 在内皮细胞中充当 Notch 信号传导的内在负调节剂。他们表明，Notch1 胞内结构域（NICD） 在保守赖氨酸上的乙酰化通过改变 NICD 蛋白周转来控制 Notch 反应的幅度和持续时间。 SIRT1 与 NICD 相关，并作为 NICD 脱乙酰酶发挥作用，对抗乙酰化诱导的 NICD 稳定。因此，缺乏 SIRT1 活性的内皮细胞对 Notch 信号传导敏感，导致生长受损、芽伸长，并响应 DLL4（605185） 刺激而增强 Notch 靶基因表达，从而促进非芽细胞样表型。在体内，斑马鱼和小鼠中 Sirt1 失活会由于 Notch 信号传导增强而导致血管分支和密度减少。瓜拉尼等人（2011） 得出的结论是，他们的研究结果确定了 NICD 的可逆乙酰化是适应 Notch 信号传导动力学的分子机制，并表明 SIRT1 作为变阻器来微调内皮 Notch 反应。

里奥斯等人（2011） 描述了鸡骨骼肌形态发生过程中发生的信号事件，并表明体节中存在的肌肉祖细胞需要 NOTCH 信号的瞬时激活才能进行终末分化。 NOTCH 配体 δ1（606582） 在迁移经过体节的神经嵴细胞中以镶嵌模式表达。神经嵴中 δ1 功能的获得和丧失会改变体节中的 NOTCH 信号传导，从而导致肌生成延迟或过早。里奥斯等人（2011） 得出结论，神经嵴通过一种独特的机制调节早期肌肉形成，该机制依赖于表达 δ1 的神经嵴细胞的迁移，以触发选定肌肉祖细胞中 NOTCH 信号的瞬时激活。这种动态信号传导保证了肌肉祖细胞库的平衡和渐进分化。

莫雷蒂等人（2012） 指出 ITCH（606409） 多泛素化未激活的膜锚定 Notch 受体并靶向 Notch 进行溶酶体降解。 Moretti 等人使用溶酶体蛋白酶抑制剂（2012） 证实未激活的 Notch 可通过溶酶体降解。使用小鼠和人类细胞和构建体，他们发现去泛素化酶 USP12（603091） 与 ITCH 和 UAF1（WDR48; 612167） 相互作用。 USP12-UAF1 复合物使未激活的 Notch 去泛素化，并且是溶酶体中 Notch 降解所必需的。 USP12 或 UAF1 的敲低，或无活性 USP12 的过度表达，导致 Notch 受体在内体中积累。莫雷蒂等人（2012） 提出了一个模型，其中 USP12-UAF1 被招募到 Notch-Itch，从而导致 Notch 受体正确转移到溶酶体。

Puca 等人使用免疫沉淀分析（2013） 表明人类 ARRDC1（619768） 与 ITCH 直接相互作用。同时，ARRDC1 直接与 β-arrestin-1（ARRB1; 107940） 和 β-arrestin-2（ARRB2; 107941） 相互作用，形成将 ITCH 招募到 NOTCH 的复合物。通过这些相互作用，ARRDC1 与 β-抑制蛋白在同一步骤参与 ITCH 介导的 NOTCH 泛素化和溶酶体降解，但并非多余。此外，ARRDC1 和 β-arrestins 作为同一复合体的成员，充当 NOTCH 信号传导的负调节因子。

笠原等人（2013） 发现线粒体融合的中断会破坏调节中央心脏发育因子 Notch1 的钙/钙调神经磷酸酶（参见 114105）通路，从而中断心肌细胞增殖并阻碍胎儿心脏发育。消除小鼠胚胎心脏中的线粒体融合蛋白 mitofusin-1（Mfn1; 608506） 和 -2（Mfn2; 608507），或捕获小鼠胚胎干细胞中的 Mfn2 或视神经萎缩-1（Opa1; 605290），捕获小鼠心脏发育和胚胎干细胞向心肌细胞的分化受损。基因表达谱显示转录因子 Tgf-β（190180）/Bmp（参见 112264）、血清反应因子（SRF; 600589）、Gata4（600576） 和肌细胞增强因子-2（参见 600660）水平降低，与钙依赖性钙调神经磷酸酶活性和 Notch1 信号传导损害胚胎干细胞分化。笠原等人（2013） 得出的结论是，线粒体形态对心肌细胞分化的协调揭示了线粒体、钙和钙调磷酸酶如何相互作用来调节 Notch1 信号传导。

马格努森等人（2014） 报道中风在小鼠纹状体星形胶质细胞中引发潜在的神经源性程序。中风后星形胶质细胞中的 Notch1 信号传导减少，而减弱的 Notch1 信号传导对于纹状体星形胶质细胞的神经发生是必需的。即使没有中风，阻断 Notch 信号传导也会触发纹状体和内侧皮质中的星形胶质细胞进入神经源性程序，从而在小鼠纹状体中产生 850 +/- 210（平均值 +/- SEM）新神经元。马格努森等人（2014） 得出结论，在 Notch 信号传导调节下，成年小鼠实质中的星形胶质细胞携带潜在的神经源性程序，可用于神经元替代策略。

Weaver 等人通过从 NOTCH 诱导的人 T 细胞淋巴瘤中纯化 NOTCH 复合物，然后进行免疫共沉淀分析（2014） 鉴定出 PRAG1（617344），他们称之为 NACK，是一种 NOTCH 相互作用蛋白。分级实验显示 PRAG1 和 NOTCH1 在细胞核中共定位。转基因敲入小鼠的 β-半乳糖苷酶染色显示 Prag1 和 Notch1 在胚胎第 12.5 天（E12.5） 和 E16.5 小鼠胚胎的中枢神经系统中共表达。 Pull-down 实验表明，PRAG1 与 DNA 上的 NOTCH 复合物的结合取决于该复合物与 CSL 和 MAML1 的结合。抑制 NOTCH 复合物转录活性的 NOTCH1 或 MAML1 突变会抑制 PRAG1 与 DNA 复合物的结合。在 H1299 人肺癌细胞中共转染 PRAG1 与 NOTCH1 ICD 会增加 CSL 定向转录，类似于 MAML1 与 NOTCH1 ICD 共转染的效果。对依赖于 NOTCH 活性的 OE33 人食管腺癌细胞的染色质免疫沉淀分析表明，PRAG1-NOTCH 复合物特异性定位于 NOTCH 靶标 HES1 的启动子区域。使用短发夹 RNA 敲低 PRAG1 导致 OE33 细胞中 HES1 表达降低，以及 HC11 小鼠乳腺上皮细胞中 NOTCH 诱导的 Hes1 表达减弱。在缺乏内源性 NOTCH 活性的小鼠胚胎成纤维细胞中，任何 NOTCH 家族成员的 ICD 表达后，Prag1 的表达上调。染色质免疫沉淀分析显示 NOTCH 与 PRAG1 启动子结合。对手术切除的胰腺导管腺癌和食管腺癌的临床样本进行的免疫组织化学和定量RT-PCR分析显示，与正常组织相比，PRAG1和NOTCH的水平较高，免疫组织化学分析也发现这种表达增加在胰腺导管腺癌中。 Prag1 的敲除减少了感染 NOTCH1 ICD 的 HC11 细胞在软琼脂上的贴壁孤立生长。此外，在将细胞注射到裸鼠体内之前敲低人食管腺癌细胞中的PRAG1会导致肿瘤生长减少。韦弗等人（2014） 得出结论，PRAG1 是 NOTCH 复合物的重要组成部分，调节 NOTCH 介导的肿瘤发生和发展。

谷口等人（2015） 在小鼠和人类细胞中表明，IL6（147620） 细胞因子的辅助受体 GP130（600694） 可触发 YAP（606608） 和 Notch（控制组织生长和再生的转录调节因子）的激活，孤立于 GP130 效应子 STAT3（ 102582）。通过 YAP 和 Notch，肠道 GP130 信号传导刺激上皮细胞增殖，引起异常分化，并赋予对粘膜侵蚀的抵抗力。 GP130 与相关的酪氨酸激酶 SRC（190090） 和 YES（164880） 结合，它们在受体结合时被激活，磷酸化 YAP 并诱导其稳定和核转位。该信号模块在粘膜损伤时被强烈激活，以促进愈合并维持屏障功能。

Polacheck 等人使用灌注微血管的工程器官模型（2017） 表明，跨膜受体 NOTCH1 的激活通过非经典的、转录孤立的信号机制驱动粘附连接的组装，直接调节血管屏障功能。他们在小鼠模型中证实了这些发现。剪切应力触发 NOTCH1 的 DLL4（605185） 依赖性蛋白水解激活，从而暴露 NOTCH1 的跨膜结构域。该结构域介导内皮屏障的建立； NOTCH1跨膜结构域的表达足以挽救NOTCH1敲除引起的屏障功能缺陷。跨膜结构域通过催化质膜中受体复合物的形成来恢复屏障功能，该复合物由血管内皮钙粘蛋白（CDH5; 601120）、跨膜蛋白酪氨酸磷酸酶 LAR（PTPRF; 179590） 和 RAC1 胍交换因子 TRIO（ 601893）。该复合物激活 RAC1（602048） 以驱动粘附连接的组装并建立屏障功能。通过Notch的经典转录信号在后生动物中高度保守，并且是血管发育的许多过程所必需的，包括动静脉分化、血管生成和重塑。波拉切克等人（2017） 的结论是，他们确定了调节血管屏障功能的非经典皮质 NOTCH1 信号通路的存在，从而提供了一种机制，通过该机制，单个受体可以将转录程序与粘附和细胞骨架重塑联系起来。

林等人（2017） 表明，Notch 信号传导在小细胞肺癌中既具有肿瘤抑制作用，又具有促肿瘤作用（参见 182280）。在小细胞肺癌小鼠模型和人类肿瘤中，Notch 通路的内源性激活导致 10% 至 50% 的肿瘤细胞从神经内分泌到非神经内分泌命运转换。该开关部分由 Rest（600571） 介导，Rest 是一种抑制神经内分泌基因表达的转录抑制因子。非神经内分泌Notch活性的小细胞肺癌细胞生长缓慢，与Notch的肿瘤抑制作用一致，但这些细胞也相对具有化学抗性，并为神经内分泌肿瘤细胞提供营养支持，与促肿瘤作用一致。重要的是，在临床前模型中，Notch 阻断与化疗相结合可抑制肿瘤生长并延迟复发。林等人（2017） 得出的结论是，小细胞肺癌肿瘤通过激活肿瘤细胞亚群中的 Notch 信号传导来产生自己的微环境，这些细胞的存在可以作为 Notch 通路抑制剂与化疗联合使用的生物标志物在特定的小细胞肺癌患者中。

洛加纳森等人（2020） 重点研究了头颈鳞状细胞癌（HNSCC; 275355） 中含有反复但罕见突变（“长尾”基因）的 484 个基因，并使用体内 CRISPR 筛选基因，这些基因在突变后，触发小鼠肿瘤的发展。在已鉴定的 15 个肿瘤抑制基因中，ADAM10（602192） 和 AJUBA（609066） 通过促进 NOTCH 受体信号传导以单倍体不足的方式抑制 HNSCC。 ADAM10 和 AJUBA 突变或单等位基因缺失发生在 28% 的人类 HNSCC 病例中，并且与 NOTCH 受体突变相互排斥。洛加纳森等人（2020） 得出的结论是，他们的结果表明，67% 的人类 HNSCC 病例中的致癌突变汇聚到 NOTCH 信号通路上，使 NOTCH 失活成为这种癌症的标志。

Notch在早期胚胎发育中的作用

高桥等人（2000） 发现 Mesp2（605195） 通过控制 2 个 Notch 信号通路启动头尾极性的建立。最初，Mesp2 激活不依赖于 Ps1 的 Notch 信号级联，以抑制 Dll1（参见 602768）表达并指定体节的吻侧部分。 Ps1 介导的 Notch 信号传导是诱导体节尾半部 Dll1 表达所必需的。因此，Notch 信号通路的 Mesp2 和 Ps1 依赖性激活可能会差异性地调节 Dll1 表达，从而导致体节头尾极性的建立。

Morales 等人使用 Notch 信号传导缺陷的小鼠胚胎（2002） 表明，在缺乏 Notch 信号传导的情况下，小鼠 Lfng 基因在循环前体中胚层（PSM） 中的动态表达会丢失。他们得出的结论是，周期性 Lfng 表达在分段过程中受到响应 Notch 信号传导的循环转录增强子的控制。

戴尔等人（2003） 证明 Lfng 的蛋白质产物（编码一种可以改变 Notch 活性的糖基转移酶）在雏鸡前体中胚层中振荡。在近轴中胚层中过度表达 Lfng 会消除包括内源性 Lfng 在内的循环基因的表达，并导致分割缺陷。这种对循环基因表型的影响抑制了前体中胚层中的 Notch 信号传导。戴尔等人（2003） 因此提出，Lfng 建立了一个负反馈环路，实现了 Notch 的周期性抑制，进而控制了雏鸡前体中胚层中循环基因的节律表达。该反馈回路为鸟类分段时钟的振荡器提供了分子基础。

拉亚等人（2004） 首先研究了Notch 活性对于在鸡胚胎发育过程中建立适当的左右不对称性是否是必要的。通过过度表达 Notch 通路效应子 RBPSUH 的显性失活形式来阻断 Notch 信号通路，导致形态学和分子水平上的侧向性缺陷，类似于小鼠胚胎的缺陷。拉亚等人（2004） 发现，在 Nodal（601265） 的左侧节周表达域出现之前，Notch 配体 Dll1 和 Serrate1 显示出互补的表达模式，在 Hensen 结中形成尖锐的前/后界面。在鸡胚胎发育的 HH3 至 HH7 阶段，Lfng 以复杂、动态的波模式表达，扫过胚胎的 AP 轴。拉亚等人（2004） 注意到 Lfng 的第五波在到达 HH6 处的节点时明显不对称：左侧条纹的最内侧部分相对于右侧提前移位。拉亚等人（2004） 开发了一个数学模型，描述了鸡胚原肠胚形成过程中 Notch 信号通路的动态，该模型揭示了一个复杂且高度稳健的遗传网络，该网络局部激活 Hensen 节点左侧的 Notch。拉亚等人（2004） 确定了 Notch 不对称激活的根源是细胞外钙的瞬时积累，而这又取决于氢/钾-ATP 酶活性的左右差异。拉亚等人（2004） 得出的结论是，他们的结果揭示了一种机制，通过这种机制，Notch 信号通路将表观遗传因子的不对称性转化为节点周围的不对称基因表达。

森本等人（2005） 观察了小鼠中 Notch1 活性的内源水平，表明它在后前体中胚层中振荡，但在前体前中胚层中停滞。体节边界形成于Notch1激活域和抑制域之间的界面处。遗传和生化研究表明，该界面是通过诱导 Lfng 基因来抑制 Mesp2 的 Notch 活性而产生的。森本等人（2005） 提出 Notch 活动的振荡被 Mesp2 抑制并在波前转录。

博斯科夫斯基等人（2013） 表明，在热带爪蟾中，GALNT11（615130） 激活 Notch 信号传导。 GALNT11 在体外对人 NOTCH1 肽进行 O-糖基化，从而支持通过增加 ADAM17（603639） 介导的 Notch 受体胞外域脱落或通过修饰特定 EGF 重复序列来激活 Notch 的机制。博斯科夫斯基等人（2013） 开发了一种爪蟾左右组织纤毛的定量实时成像技术，并表明 GALNT11 介导的 NOTCH1 信号调节左右组织纤毛的空间分布和比率。 GALNT11 或 NOTCH1 耗竭会增加运动纤毛的比例，但会牺牲不运动纤毛的比例，并产生侧向性缺陷，让人想起纤毛传感器 PKD2 的丢失（173910）。相比之下，Notch 过度表达会降低该比率，模仿纤毛病原发性纤毛运动障碍-1（CILD1；244400）。博斯科夫斯基等人（2013） 得出的结论是，他们的数据表明 GALNT11 修饰了 Notch，在左右组织者的活动纤毛和不活动纤毛之间建立了基本平衡，以确定侧向性，并揭示了人类异位性的一种新机制。

德尔蒙特-涅托等人（2018） 提出了一种小鼠小梁模型，该模型整合了动态心内膜和心肌细胞行为以及细胞外基质（ECM） 重塑，并揭示了所涉及信号通路之间的上位关系。 Notch1 信号传导在心内膜投射形成过程中促进细胞外基质降解，这对于小梁单位的个体化至关重要，而 Nrg1（142445） 则促进心肌 ECM 合成，这对于小梁重排和生长是必需的。这些系统通过 Nrg1 控制 Vegfa（192240） 相互连接，但以相反的方式作用来建立小梁结构。德尔蒙特-涅托等人（2018） 得出的结论是，他们的发现能够预测小鼠非致密化心肌病模型中持续的细胞外基质和心肌细胞生长，为先天性心脏病的病理生理学提供了见解。

Notch在细胞命运决定中的作用

谷崎等人（2001） 提出的证据表明，激活的 NOTCH1 和 NOTCH3 促进星形胶质细胞从成年大鼠海马衍生的多能祖细胞分化。 Notch 的瞬时激活可以将成年海马源性祖细胞不可逆转地定向为星形胶质细胞。 Notch 信号传导的星形胶质细胞诱导被证明孤立于 STAT3（102582），STAT3 是睫状神经营养因子（CNTF; 118945） 诱导星形胶质细胞时的关键调节转录因子。谷崎等人（2001）表明Notch提供了中枢神经系统多能祖细胞中星形胶质细胞分化的不依赖于CNTF的指导信号。

沉等人（2004） 证明内皮细胞而不是血管平滑肌细胞释放可溶性因子，这些因子刺激神经干细胞的自我更新、抑制其分化并增强其神经元产生。胚胎和成体神经干细胞都会做出反应，从而允许在体外大量产生投射神经元和中间神经元类型。内皮共培养刺激神经上皮细胞接触，激活 Notch 和 HES1（139605） 以促进自我更新。这些发现确定内皮细胞是神经干细胞生态位的关键组成部分。

卢姆斯等人（2002） 描述了发育中的小鼠心脏和肝脏中的 Notch 受体表达，这两个器官在 Alagille 综合征中受到显着影响（参见 118450）。在发育中的小鼠心脏中，Notch1 和 Notch2 在流出道和心外膜以及先前显示表达 Jag1 的特定细胞群中表达（Loomes 等，1999）。这些细胞注定要经历从上皮细胞到间充质细胞的转化。在新生小鼠肝脏中，Notch2 和 Notch3 在相反的细胞群中表达，表明它们在胆管发育过程中的细胞命运决定中发挥不同的作用。 Jag1 也在与表达 Notch2 的细胞相邻的细胞中表达，这表明可能存在配体-受体相互作用。

造血干细胞（HSC） 具有自我更新和产生所有血液谱系的能力。雷亚等人（2003）表明WNT信号通路在此过程中具有重要作用。活化 β-连环蛋白（116806） 的过度表达可通过表型和功能扩大长期培养物中的 HSC 库。此外，正常微环境中的 HSC 会激活 LEF1/TCF（153245） 报告基因，这表明 HSC 在体内对 WNT 信号传导作出反应。为了证明该途径对 HSC 增殖的生理意义，Reya 等人（2003） 表明，轴蛋白（603816） 或卷曲（603408） 配体结合结构域（WNT 信号通路抑制剂）的异位表达导致体外 HSC 生长受到抑制，体内重构减少。此外，HSC 中 WNT 信号传导的激活诱导 HOXB4（142965） 和 NOTCH1 表达增加，这些基因先前与 HSC 的自我更新有关。雷亚等人（2003） 得出结论，WNT 信号通路对于体外和体内正常 HSC 稳态至关重要，并提供了对 HSC 发育调节的潜在分子层次结构的见解。

默塔夫等人（2003） 发现表达 Pdx1（IPF1; 600733） 的小鼠胰腺祖细胞中激活的 Notch 的错误表达阻止了外分泌和内分泌细胞谱系的分化。即使Notch激活是在胰腺命运确定后发生的，祖细胞仍处于未分化状态。内分泌分化与逃避Notch 活动相关。

Hu 等人使用免疫沉淀和荧光显微镜（2003） 鉴定小鼠 F3（CNTN1; 600016） 是 Notch 的生理配体和激活剂。被 F3 激活后，Notch 通过 Dtx1（602582） 发出信号，通过上调某些髓磷脂相关蛋白导致少突胶质细胞成熟。因此，胡等人（2003） 得出的结论是，Notch 不仅仅具有抑制少突胶质细胞前体分化为成熟细胞的功能，而且他们认为它可能有助于促进退行性疾病中的髓鞘再生。

奥山等人（2004） 发现从胚胎第 15.5 天的小鼠胚胎中培养的纯角质形成细胞比从新生小鼠中培养的细胞更早地进行不可逆的分化。促进角质形成细胞分化的 Notch 信号在胚胎角质形成细胞和表皮中上调，并且 半胱天冬酶-3（600636） 表达升高（作者将其确定为 Notch1 转录激活的目标），这在一定程度上解释了胚胎角质形成细胞对终末期的高度承诺。差异化。

范·埃斯等人（2005） 表明，在有条件去除常见 Notch 通路转录因子 CSL/RBP-J 后，增殖性隐窝细胞快速、大规模地转化为有丝分裂后杯状细胞（147183）。作者通过用γ-分泌酶抑制剂阻断Notch级联获得了类似的表型。该抑制剂还在携带 Apc 肿瘤抑制基因（611731） 突变的小鼠的腺瘤中诱导杯状细胞分化。因此，维持隐窝和腺瘤中未分化、增殖的细胞需要Notch和Wnt级联的协同激活。

Fre 等人通过调节小鼠肠道中的 Notch 活性（2005） 直接暗示 Notch 信号与肠细胞谱系规范有关。弗雷等人（2005） 还表明，Notch 激活能够扩增肠道祖细胞库，同时抑制细胞分化。作者得出结论，Notch 活性是维持肠上皮中隐窝细胞增殖所必需的。

斯坦格等人（2005）发现成年小鼠肠道祖细胞中Notch的异位表达使分化偏向于分泌命运，而胚胎前肠中的异位Notch激活导致绒毛形态发生的可逆性缺陷和增殖祖细胞室的丧失。斯坦格等人（2005） 得出结论，Notch 通过控制分泌细胞类型和吸收细胞类型之间的平衡来调节成人肠道发育。

RBPJ 紧邻 Notch 信号下游发挥作用。韩等人（2002） 使用条件基因敲除策略使小鼠骨髓中 Rbpj 的 DNA 结合域失活，并发现 Rbpj 是 T 细胞发育所必需的。在缺乏 Rbpj 的情况下，胸腺 B 细胞发育有所增加。韩等人（2002） 提出 RBPJ 介导的 Notch 信号传导控制淋巴祖细胞中 T 细胞与 B 细胞的命运决定。

根据 CD4（186940） 和 CD8（参见 186910）表达，胸腺细胞可分为 4 个亚群，其中双阴性（DN） 细胞最不成熟。 DN 群体可以进一步细分为 4 个子集：DN1 到 DN4。谷崎等人（2004） 使用条件敲除策略在小鼠的 DN2 和 DN4 阶段灭活 Rbpj。 DN2 失活导致 α-β T 细胞在 DN3 阶段严重发育停滞，并增强 γ-δ T 细胞的生成。 DN4 失活不会导致 CD4/CD8 谱系定向异常，但会导致 Th1 反应增强并减少 T 细胞增殖。谷崎等人（2004） 得出结论，Notch/RBPJ 信号不仅调节 T 细胞发育过程，还通过调节外周 T 细胞来调节免疫反应的方向和幅度。

Maeda 等人使用 Lrf（ZBTB7; 605878） -/- 小鼠和 Lrf 条件敲除小鼠（2007） 表明，LRF 通过对抗 NOTCH 功能来负向调节 T 谱系定向，从而在决定 B 与 T 淋巴命运中发挥主要调节作用。因此，LRF 的缺失导致 NOTCH 通路异常激活，造血干细胞和共同淋巴祖细胞中的 NOTCH 靶基因上调。

古斯塔夫森等人（2005） 发现缺氧通过 Notch 信号通路阻断培养物中哺乳动物神经元和肌源祖细胞的分化。缺氧导致 Hif1a（603348） 被募集到 Notch 响应启动子中，并导致 Notch 下游基因的表达升高。

赫尔斯特罗姆等人（2007） 提供的证据表明 Dll4（605185）-Notch1 信号传导调节适当数量的尖端细胞的形成，以控制小鼠视网膜中的血管萌芽和分支。他们表明，使用γ-分泌酶抑制剂抑制Notch信号传导、内皮Notch配体Dll4的1个等位基因的基因失活或Notch1的内皮特异性基因删除都促进了尖端细胞数量的增加。相反，可溶性 jagged1（601920） 肽激活 Notch 会导致尖端细胞和血管分支减少。 Dll4 和 Notch 信号报告基因以马赛克形式分布在活跃萌芽的视网膜血管的内皮细胞中。在此位置，Notch1 缺失的内皮细胞优先呈现尖端细胞特征。赫尔斯特罗姆等人（2007） 得出结论，血管生成芽内内皮细胞之间的 DLL4（605185）-Notch1 信号传导限制了响应 VEGF（192240） 的尖端细胞形成，从而建立了正确的芽和分支模式所需的尖端细胞和茎细胞之间的适当比例。作者进一步得出结论，他们的模型为 DLL4 基因的剂量依赖性和单倍体不足提供了解释，并表明 DLL4 或 Notch 信号传导的调节剂，例如针对阿尔茨海默病开发的 γ 分泌酶抑制剂（104300），可能会用作血管生成的药理学调节剂。

Siekmann 和 Lawson（2007） 证明，Notch 信号传导对于限制斑马鱼胚胎节段动脉发育过程中尖端细胞的血管生成细胞行为是必要的。在缺乏 Notch 信号成分 Rbpsuh（147183） 的情况下，作者观察到节段动脉过度发芽，而 Notch 激活则抑制血管生成。通过镶嵌分析，Siekmann 和 Lawson（2007） 发现缺乏 Rbpsuh 的细胞优先定位于发育芽的末端位置。相反，Notch 信号传导被激活的细胞被排除在尖端细胞位置之外。体内延时分析表明，内皮尖端细胞在出芽过程中经历了典型的增殖和迁移模式。在没有Notch的情况下，几乎所有萌芽内皮细胞都表现出尖端细胞行为，导致节段动脉内细胞数量过多。此外，Siekmann 和 Lawson（2007） 发现 Flt4（136352） 在节段动脉尖端细胞中表达，并且在没有 Notch 的情况下在整个芽中异位表达。 Flt4 缺失可部分恢复 Rbpsuh 缺陷节段动脉中的正常内皮细胞数量。最后，Notch 配体 Dll4 的缺失也导致节段动脉内内皮细胞数量增加。 Siekmann 和 Lawson（2007） 得出的结论是，他们的研究综合表明，正常血管生成需要对正在发育的血管芽中的细胞身份、位置和行为进行适当的规范，并暗示了这一过程中的 Notch 信号通路。

穗积等人（2008） 发现胸腺上皮细胞（TEC） 中缺乏 Dll4 表达的小鼠表现出造血细胞中 Notch1 的显着减少，并且胸腺中缺乏 Cd4 和 Cd8 双阳性或单阳性 T 细胞。双阴性细胞部分还显示出 T 细胞祖细胞的缺失和 B 谱系细胞的异常积累。 Notch1 胞内片段的强制表达恢复了胸腺 T 细胞的分化。穗积等人（2008） 得出结论，T 细胞命运决定的胸腺特异性环境需要 DLL4 表达来诱导细胞迁移到胸腺中的 NOTCH 信号传导。

Koch 等人使用免疫组织化学分析（2008） 证明小鼠 TEC 上表达 Dll4，但不表达 Dll1（606582）。小鼠 TEC 或造血祖细胞中 Dll4 的失活导致 T 细胞发育丧失，但胸腺发育没有丧失，以及胸腺中未成熟 B 细胞的异位出现。这些未成熟的 B 细胞在表型上与 Notch1 缺陷小鼠胸腺中发育的细胞没有区别。科赫等人（2008） 得出结论，DLL4 是负责 T 细胞命运规范的重要且非冗余的 Notch1 配体。他们提出，表达 NOTCH1 的胸腺祖细胞与表达 DLL4 的 TEC 相互作用，抑制 B 谱系潜力并诱导胸腺内 T 细胞发育的第一步。

为了研究 δ（参见 606582）如何反式激活 Notch 邻近细胞并顺式抑制其自身细胞中的 Notch，Sprinzak 等人（2010） 开发了一种定量延时显微镜平台，用于分析单个哺乳动物细胞中的 Notch-δ 信号动力学。 Sprinzak 等人通过控制顺式和反式 δ 浓度，并监测 Notch 报告基因的动态（2010）测量了Notch-δ系统中组合的顺式-反式输入-输出关系。数据显示，Notch 对反式 δ 和顺式 δ 的反应之间存在显着差异：对反式 δ 的反应是分级的，而对顺式 δ 的反应则尖锐，并且发生在固定阈值，与反式 δ 无关。斯普林扎克等人（2010） 开发了一个简单的数学模型，展示了同一细胞中 Notch 和 δ 蛋白的相互失活如何产生这些行为。这种交互作用在互斥的发送（高 δ/低 Notch）和接收（高 Notch/低 δ）信令状态之间产生超灵敏的切换。在多细胞水平上，即使没有转录介导的反馈，这种开关也可以放大相邻细胞之间的微小差异。斯普林扎克等人（2010） 的结论是，这种 Notch-δ 信号开关促进了发育模型中清晰边界和横向抑制模式的形成，并提供了对先前无法解释的突变行为的洞察。

阿吉雷等人（2010） 证明神经祖细胞（NPC） 和神经干细胞（NSC） 通过 EGFR（131550） 和 Notch 信号传导之间的功能性细胞间相互作用对于维持脑室下区这些细胞群之间的平衡具有至关重要的作用。侧脑室和海马齿状回。体内 EGFR 信号传导增强会导致 NPC 池扩大，并减少 NSC 数量和自我更新。这是通过涉及 EGFR 介导的 Notch 信号传导调节的非细胞自主机制发生的。阿吉雷等人（2010） 得出的结论是，他们的发现定义了成人脑室下区 EGFR 和 Notch 通路之间的新相互作用，从而提供了 NSC 和 NPC 池维持的机制。

贝内迪托等人（2012） 使用诱导性功能丧失遗传学与体内抑制剂相结合，证明视网膜尖端细胞中的 DLL4 蛋白表达仅受到 VEGFR2（191306） 信号传导的微弱调节。令人惊讶的是，Notch 抑制对 VEGFR2 表达也没有显着影响，甚至在没有 VEGFR2 的情况下也诱导失调的内皮芽和增殖，VEGFR2 是最重要的 VEGFA 受体，被认为是这些过程中不可或缺的。相比之下，VEGFC（601528） 的主要受体 VEGFR3（136352） 受到 Notch 的强烈调节。 VEGFR3 激酶活性抑制剂而非配体阻断抗体抑制了具有低 Notch 信号活性的内皮细胞的萌芽。贝内迪托等人（2012） 得出的结论是，他们的结果证实 VEGFR2 和 VEGFR3 受到 Notch 以高度差异的方式调节。他们提出，成功地靶向这些受体及其配体的抗血管生成将很大程度上取决于内皮Notch信号传导的状态。

Notch 在神经发育中的作用

随着皮层神经元的成熟，发育过程中神经突的旺盛生长显着减少。 Sestan 等人利用小鼠大脑皮层神经元的体外研究（1999） 证明接触介导的 Notch 信号传导调节神经元延伸和细化神经突的能力。 Notch活性的上调伴随着神经元间接触数量的增加和神经突生长的停止。在Notch活性较低的神经元中，很容易延伸神经突，Notch活性的上调要么抑制神经突的延伸，要么引起神经突的回缩。相反，在更成熟的神经元中，它们在建立大量连接后停止生长并表现出高Notch活性，抑制Notch信号传导会促进神经突延伸。因此，塞斯坦等人（1999） 得出结论，神经元接触的形成会导致 Notch 受体的激活，从而限制神经元生长并随后导致成熟停滞。

Notch 在肌肉再生中的作用

康博伊等人（2003）分析了受伤的肌肉并观察到，随着年龄的增长，驻留的前体细胞（卫星细胞）的增殖和产生肌肉再生所需的成肌细胞的倾向明显受损。这是由于 Notch 配体 δ 的上调不足，从而减少了衰老、再生肌肉中 Notch 的激活。抑制Notch会损害年轻肌肉的再生，而强制激活Notch则恢复了老肌肉的再生潜力。因此，Conboy 等人（2003） 得出结论，Notch 信号是肌肉再生潜力的关键决定因素，随着年龄的增长而下降。

在使用小鼠肌肉的实验中，卡尔森等人（2008） 发现，除了 Notch 激活的丧失之外，衰老的肌肉还会产生过量的 TGF-β（190180）（但不是肌肉生长抑制素，601788），这会在常驻卫星细胞中诱导异常高水平的 Smad3（603109），并干扰再生能力。重要的是，内源性 Notch 和 Smad3 在卫星细胞增殖的控制中相互拮抗，因此 Notch 的激活会阻断细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK） 抑制剂 p15（600431）、p16（600160） 的 TGF-β 依赖性上调， p21（116899） 和 p27（600778），而抑制 Notch 则会诱导它们。此外，在肌肉干细胞中，Notch 活性决定了 Smad3 与这些细胞周期进展负调节因子的启动子的结合。老旧受伤肌肉中 TGF-β/Smad3 的减弱可恢复体内卫星细胞的再生。因此，内源性 Smad3 和活性 Notch 之间的平衡控制着肌肉干细胞的再生能力，而旧肌肉微生态位中这种平衡的失调会干扰再生。

Notch 在骨稳态中的作用

孤立地，Engin 等人（2008）和希尔顿等人（2008） 使用啮齿动物模型研究了 Notch 信号在骨稳态中的作用。恩金等人（2008）发现Notch和早老素信号传导调节破骨细胞生成和成骨细胞增殖。 Notch功能的获得会导致严重的骨硬化，而Notch功能的丧失会导致与年龄相关的骨质疏松症。希尔顿等人（2008） 发现骨髓中的 Notch 信号传导通过抑制成骨细胞分化来维持间充质祖细胞库。肢体成骨间充质中Notch信号的破坏会增加青春期小鼠的小梁骨量，并导致随着年龄的增长而出现严重的骨质减少。

恩金等人（2009） 报道，人骨肉​​瘤（259500） 细胞系和原代人骨肉瘤肿瘤样本显示 Notch、其靶基因和 Osterix（SP7; 606633） 显着上调。 γ-分泌酶抑制剂或慢病毒介导的显性失活 MAML1 蛋白（605424） 的 Notch 抑制可降低体外骨肉瘤细胞增殖。在裸鼠体内建立的人类肿瘤异种移植物在化学或遗传抑制Notch信号后显示肿瘤生长减少。 p53（191170） 突变小鼠骨肉瘤的转录谱证实了 Notch 靶基因 Hes1（139605）、Hey1（602953） 及其配体 Dll4（605185） 的上调。恩金等人（2009）表明Notch信号的激活可能有助于人类骨肉瘤的发病机制。

▼ 细胞遗传学

染色体 7q34-q35 包含 β T 细胞受体的位点（参见 186930），是 T 细胞肿瘤中易位的常见位点。 Ellisen 等人在 3 例急性 T 细胞淋巴细胞白血病病例的 t（7;9）（q34;q34.3） 易位中（1991） 在 TAN1 内含子的 100 bp 内发现断点，导致 TAN1 转录本截断。他们得出的结论是，TAN1 对于正常淋巴细胞功能很重要，并且 TAN1 的改变在一些 T 细胞肿瘤的发病机制中发挥作用。

▼ 分子遗传学

主动脉瓣疾病

加格等人（2005） 表明，信号传导和转录调节因子 NOTCH1 的突变会导致非综合征性常染色体显性人类谱系出现一系列发育性主动脉瓣异常和严重瓣膜钙化（AOVD1；109730）（参见 190198.0001-190198.0002）。与瓣膜钙化表型一致，Notch1 转录物在小鼠发育中的主动脉瓣中最为丰富，并且 Notch1 抑制 Runx2（600211） 的活性，Runx2（600211） 是成骨细胞命运的中央转录调节因子。由 Notch1 信号传导激活的毛相关转录抑制因子家族与 Runx2 发生物理相互作用，并孤立于组蛋白脱乙酰酶活性抑制 Runx2 转录活性。加格等人（2005） 得出的结论是，他们的结果表明 NOTCH1 突变会导致主动脉瓣的早期发育缺陷，以及随后的钙沉积抑制，从而导致进行性主动脉瓣疾病。

Mohamed 等人在 48 名患有二叶式主动脉瓣（BAV） 的德国散发患者的队列中（2006） 对 NOTCH1 基因进行了测序，并鉴定了 2 名患有 BAV 和胸主动脉瘤（AAT） 的男性，他们是错义突变杂合子（T596M, 190198.0011 和 P1797H, 190198.0012）。

麦克布莱德等人（2008） 分析了 91 名患有先天性主动脉瓣狭窄、二叶式主动脉瓣、主动脉缩窄（COA；参见 120000）和/或左心发育不全综合征（参见 241550）的 91 名不相关的欧洲美国患者的 NOTCH1 基因，并鉴定了 2 名杂合子6 个先证者分别存在错义变异，这些变异在 200 多个种族匹配的对照中完全不存在或显着不足，并且还被证明可以减少配体诱导的 NOTCH1 信号传导。 4 名突变阳性先证者患有主动脉瓣狭窄和/或二叶式主动脉瓣，其中 1 名患者与 COA 相关，2 名先证者患有 HLHS。在每种情况下，NOTCH1 变异也存在于未受影响的父母中；麦克布莱德等人（2008）表明这些变异代表易感性等位基因，其本身不足以扰乱心脏发育。

其他心脏畸形

Kerstjens-Frederikse 等人（2016） 对 428 名患有非综合征性左侧先天性心脏病的先证者进行了 NOTCH1 测序。所有人都获得了家族史。当检测到突变时，亲属也接受了检测。在 148 名先证者（35%） 中，左侧先天性心脏病是家族性的。检测到14个突变（3%）（5个剪接突变、8个截短突变、1个全基因缺失），148个家族性病例中有11个（7%），280个散发性疾病病例中有3个（1%）。家族筛查显示，14个家庭中还有49名突变携带者，其中12人（25%）无症状。大多数突变携带者患有左侧心脏病，但 9 人（18%）患有右侧或圆锥干心脏病。 6名突变携带者发生胸主动脉瘤。外显率高； 75%的NOTCH1突变携带者发现心血管畸形。

亚当斯-奥利弗综合症 5

Stittrich 等人在来自 5 个患有 Adams-Oliver 综合征 5（AOS5; 616028） 的不相关家庭的受影响个体中（2014） 鉴定了 NOTCH1 基因中 5 个不同突变的杂合性，包括跨越 NOTCH1 5-prime 区域的 85 kb 缺失（190198.0003）、剪接位点突变（190198.0004） 和 3 个错义突变（C429R, 190198.0005; C1496Y, 190198.0006；D1989N，190198.0007）。

Southgate 等人在 64 名 AOS 先证者中的 11 名（17%）中（2015） 鉴定了 NOTCH1 基因的突变（参见，例如 190198.0008 和 190198.0010），并得出结论，NOTCH1 是 Adams-Oliver 综合征的主要原因。

T细胞急性淋巴细胞白血病

非常罕见的人类 T 细胞急性淋巴细胞白血病（T-ALL） 病例存在涉及 NOTCH1 的染色体易位，NOTCH1 是一种编码调节正常 T 细胞发育的跨膜受体的基因。翁等人（2004） 报道超过 50% 的人类 T-ALL，包括来自所有主要分子致癌亚型的肿瘤，具有涉及 NOTCH1 的细胞外异二聚化结构域和/或 C 端 PEST 结构域的激活突变。翁等人（2004） 得出的结论是，他们的发现极大地扩展了激活的 NOTCH1 在人类 T-ALL 分子发病机制中的作用，并为干扰 NOTCH 信号传导的靶向治疗提供了强有力的理论依据。

孤立性青少年或慢性粒单核细胞白血病

克利纳基斯等人（2011） 在部分慢性粒单核细胞白血病（CMML） 患者中发现了新的体细胞失活 Notch 通路突变。小鼠造血干细胞中Notch信号的失活导致粒细胞/单核细胞祖细胞的异常积累、髓外造血以及CMML样疾病的诱导。转录组分析表明，Notch 信号传导通过 Notch 靶标 Hes1（139605） 直接抑制基因转录，调节广泛的骨髓单核细胞特异性基因特征。克利纳基斯等人（2011） 得出的结论是，他们的研究发现了 Notch 信号在早期造血干细胞分化过程中的新作用，并表明 Notch 通路可以在同一组织内发挥肿瘤促进和抑制作用。

慢性淋巴细胞白血病

普恩特等人（2011） 在 255 例慢性淋巴细胞白血病（CLL; 151400） 病例中，有 31 例（12.2%） 发现了 NOTCH1 基因的体细胞突变。这些突变产生了一个过早的终止密码子，导致 NOTCH1 蛋白缺乏 C 末端结构域。这些突变导致突变的 CLL 细胞中活性蛋白同工型的积累，因为这种同工型更加稳定和活跃。与没有 NOTCH1 突变的患者相比，NOTCH1 突变患者在诊断时临床分期更晚，不良生物学特征更多，总体生存期更短。 NOTCH1 突变的 CLL 也比 NOTCH1 未突变的 CLL 更频繁地转化为弥漫性大 B 细胞淋巴瘤（23% vs 1.3%）。

克萨达等人（2012） 在 260 例 CLL 病例中发现了 25 例（9.5%） 的 NOTCH1 基因体细胞突变。

头颈鳞状细胞癌

为了探索头颈鳞状细胞癌（HNSCC；275355）的遗传起源，Agrawal 等人（2011） 使用全外显子组测序和基因拷贝数分析研究了 32 个原发性肿瘤。有吸烟史的患者的肿瘤比不吸烟的患者的肿瘤有更多的突变，而人乳头瘤病毒（HPV） 阴性的肿瘤比 HPV 阳性的肿瘤有更多的突变。在另外多达 88 个 HNSCC 中评估了多个肿瘤中突变的 6 个基因。除了之前描述的 TP53（191170）、CDKN2A（600160）、PIK3CA（171834） 和 HRAS（171834） 突变外，Agrawal 等人（2011） 鉴定了 FBXW7（606278） 和 NOTCH1 的突变。在 NOTCH1 中发现的 28 个突变中，预计有近 40% 会截短基因产物，这表明在这种肿瘤类型中，NOTCH1 可能充当肿瘤抑制基因而不是癌基因。 21 名携带 NOTCH1 突变的患者中有 7 名可能在不同等位基因上有 2 个孤立突变。继 TP53 之后，NOTCH1 是在综合发现和患病率数据集中发现的最常见突变基因，15% 的患者中存在突变。

斯特兰斯基等人（2011） 孤立分析了 74 个肿瘤-正常对的全外显子组测序数据。大多数人表现出与烟草暴露一致的突变特征；通过对受感染肿瘤的 DNA 进行测序，可以检测到人乳头瘤病毒。除了鉴定已知的 HNSCC 基因之外，他们的分析还揭示了许多以前未涉及这种恶性肿瘤的基因。至少 30% 的病例存在调节鳞状细胞分化的基因（即 NOTCH1、IRF6, 607199 和 TP63, 603273）突变，表明其失调是 HNSCC 致癌的主要驱动因素。

正常食管上皮的突变

Yokoyama 等人对 682 个微型食管样本进行了深入测序（2019） 表明，在生理正常的食管上皮中，携带驱动基因突变（主要是 NOTCH1）的克隆会随着年龄的增长而进行性扩张，而饮酒和吸烟会大大加速这种扩张。驱动突变的克隆从幼儿期开始多灶性出现，并随着年龄的增长而增加其数量和大小，最终取代了老年人的几乎整个食管上皮。与食管癌突变（133239） 相比，生理正常食管上皮细胞中 NOTCH1 和 PPM1D（605100） 突变明显过多；这些突变可以在青春期末期之前和婴儿期早期获得，并且随着大量吸烟和饮酒而显着增加。驱动突变克隆对食管上皮的重塑是正常衰老的不可避免的结果，根据生活方式风险，这可能会影响癌症的发展。

▼ 动物模型

于佩尔等人（2000） 将小鼠 Notch1 基因第 1744 位的缬氨酸突变为甘氨酸。该位置是蛋白水解裂解的位点，对于组织培养细胞中 Notch1 的细胞内加工至关重要。于佩尔等人（2000） 生成了携带 2 个种系突变的纯合动物，并将其与具有 2 个 Notch1 无效等位基因的小鼠进行了比较（Conlon 等人，1995）。在胚胎第 8.5 天至 10.5 天，以预期的孟德尔频率检测到纯合胚胎。与无效等位基因类似，在胚胎第 10 天和第 12 天之间检测到胚胎吸收，并且在胚胎第 12 天之后没有回收纯合胚胎。这些结果表明，有效的 Notch 处理对于 Notch 活性的早期胚胎发育方面是必要的。 RT-PCR 和免疫沉淀显示，在加工缺陷胚胎及其杂合子和野生型同窝小鼠中，Notch mRNA 和蛋白质的含量分别相当。与单点突变相关的表型类似于无效的 Notch1 表型，但外显率略有降低。

克雷布斯等人（2000） 通过基因打靶产生了 Notch4（164951） 缺陷小鼠。这种突变的纯合胚胎发育正常，纯合突变成虫能够存活并具有生育能力。然而，Notch4 突变显示出与相关 Notch1 基因的靶向突变的遗传相互作用（Swiatek 等，1994）。 Notch4 和 Notch1 基因突变的纯合胚胎通常表现出比 Notch1 纯合突变胚胎更严重的表型。 Notch1突变体和Notch1/Notch4双突变体胚胎在血管生成方面都表现出严重的缺陷。对编码 Notch 家族受体配体的基因表达模式的分析表明，只有 Dll4（DLL4; 605185） 基因的表达模式与早期胚胎脉管系统中编码 Notch1 和 Notch4 受体配体的基因的预期一致。 。克雷布斯等人（2000）指出，这些结果揭示了Notch信号通路在调节胚胎血管形态发生和重塑中的重要作用，并表明虽然Notch4基因在胚胎发育过程中不是必需的，但Notch4和Notch1基因在胚胎发生过程中具有部分重叠的作用。老鼠。

在Notch细胞间通讯途径发生突变的脊椎动物中，分割失败：划分体节的边界（胚胎体轴的各个部分）缺失或不规则。体节图案被认为是由“时钟和波前”控制的。机制：生化振荡器（分段时钟）在体节前中胚层的细胞中运行，体节是由未成熟的组织依次产生的，成熟的波前扫过该组织，阻止振荡并启动体节分化。处于周期不同阶段的细胞表达不同的基因，定义体节的空间周期性模式并控制分割的物理过程。江等人（2000）分析了一组斑马鱼突变体，并确定Notch信号在体节分割中的基本功能是保持相邻前体中胚层细胞的振荡同步。

尼古拉斯等人（2003） 研究了 Notch 信号在哺乳动物皮肤中的作用。传统的基因靶向不适用于确定Notch受体或配体在皮肤中的作用，因为Notch1 -/- 胚胎在妊娠期间死亡。因此，尼古拉斯等人（2003） 使用组织特异性诱导基因靶向方法来研究 Notch1 受体在小鼠表皮和成年小鼠角膜上皮中的生理作用。出乎意料的是，Notch1的消融导致表皮和角膜增生，随后形成皮肤肿瘤，并促进化学诱导的皮肤癌发生。皮肤和初级角质形成细胞中的 Notch1 缺陷导致 Gli1（165220） 表达增加和持续，从而导致基底细胞癌样肿瘤的发展。此外，表皮中的Notch1失活导致正常情况下应该进行分化的细胞中β-连环蛋白（CTNNB1；116806）信号传导的抑制。增强的β-连环蛋白信号传导可以通过重新引入Notch1受体的主要活性形式来逆转。结果表明Notch1在哺乳动物皮肤中充当抑癌基因。

熊野等人（2003） 发现在 Notch1 -/- 小鼠胚胎的主动脉旁内脏胸膜（P-Sp） 培养物中，造血干细胞发育和血管生成严重受损，但 Notch2 -/- 小鼠胚胎则没有。尽管Notch1 -/- 小鼠卵黄囊中的集落形成细胞活性未受损，但在卵黄囊或P-Sp 培养物中均检测不到造血干细胞活性。

克雷布斯等人（2003）表明Notch配体Dll1的小鼠胚胎突变体或Notch1和Notch2的双突变体表现出左右不对称的多个缺陷。 Dll1 -/- 胚胎在节点周围区域不表达 Nodal。对调节节点特异性 Nodal 表达的增强子的分析揭示了 Rbpj 的结合位点。这些位点的突变破坏了增强子在转基因小鼠中指导节点特异性基因表达的能力。克雷布斯等人（2003） 得出结论，Dll1 介导的 Notch 信号传导对于左右不对称的产生至关重要，并且 Nodal 的节周表达是小鼠左右不对称测定的重要组成部分。

Raya 等人在斑马鱼和小鼠身上进行了功能获得和丧失的实验（2003）表明Notch通路的活性对于节点周围的Nodal表达和正确的左右确定是必要且充分的。他们还鉴定了 Nodal 启动子中关键的 Rbpj 结合序列。

Vauclair 等人在成年小鼠角膜中使用 Notch1 诱导消融（2007）表明Notch1 -/- 角膜祖细胞失去了修复机械损伤的角膜上皮的能力。受伤后，Notch1 -/- 角膜细胞不会生成新的角膜，而是将伤口修复成过度增殖的表皮样上皮，类似于维生素 A 缺乏引起的干眼症。修复与通过 Notch1 -/- 上皮分泌 Fgf2（134920） 相关，随后是底层基质的血管化和重塑。沃克莱尔等人（2007） 确定 Crbp1（RBP1; 180260） 是角膜上皮内 Notch1 的直接靶标，将 Notch 途径与维生素 A 代谢联系起来。

γ-分泌酶抑制剂可阻断 T-ALL 中致癌 NOTCH1 的激活，但这些药物在人类中的临床使用受到抗白血病细胞毒性和严重胃肠道毒性的限制。真实等人（2009）发现用γ-分泌酶抑制剂和皮质类固醇联合治疗几种糖皮质激素耐药的T-ALL细胞系会导致协同剂量相关的细胞凋亡。该研究结果针对 T-ALL。这些细胞的微阵列分析表明，NOTCH1 的抑制导致糖皮质激素受体 NR3C1（138040） 上调以及 BCL2L11（603827） 表达增加。在人类 T-ALL 小鼠模型中，这种双重治疗产生了抗白血病作用和细胞周期停滞。此外，双重治疗可以保护小鼠免于发生肠杯状细胞化生，这种情况通常是由单独使用γ-分泌酶抑制剂治疗引起的。进一步的研究表明，Klf4（602252） 的上调是造成 γ-分泌酶抑制剂的化生性胃肠道效应的原因。

Roderick 等人使用再生障碍性贫血（609135） 小鼠模型并有条件地删除 Notch1 或施用 γ 分泌酶抑制剂（GSI）（2013） 观察到再生障碍性贫血减毒并从骨髓衰竭中拯救小鼠。 Notch1 的裂解活性形式在患有再生障碍性贫血的野生型小鼠中增加，与 Tbx21（604895） 启动子结合，这些发现也在患有未经治疗的再生障碍性贫血的人类中检测到。延长 GSI 治疗对植入或长期造血没有不利影响，并且还会导致 Notch1 与 Tbx21 启动子结合的丧失。罗德里克等人（2013） 得出结论，NOTCH1 通过直接调节 TBX21 是再生障碍性贫血中 Th1 病理学的关键介质，并且 NOTCH1 在体外和体内对 GSI 有反应。

▼ 等位基因变异体（12 个精选示例）：

.0001 主动脉瓣疾病 1
NOTCH1，ARG1108TER

在受常染色体显性先天性心脏病和瓣膜钙化影响的 5 代谱系中（AOVD1；109730），Garg 等人（2005） 鉴定了 NOTCH1 基因第 3322 位核苷酸处的 C-T 转变，导致胞外域中密码子 1108（R1108X） 处的 arg-to-ter 取代。受影响的家庭成员患有主动脉瓣狭窄、主动脉瓣变形、室间隔缺损、法洛四联症以及伴有或不伴有二叶式主动脉瓣和钙化的二尖瓣狭窄。未受影响的个体没有表现出瓣膜病或其他先天性心脏病。

.0002 主动脉瓣疾病 1
NOTCH1、1-BP DEL、NT4515

在一个患有伴有瓣膜钙化的常染色体显性先天性心脏病（AOVD1；109730）的家族中，Garg 等人（2005） 鉴定了 NOTCH1 基因 his1505 位置处的移码突变的杂合性。该突变预计会导致蛋白质发生严重改变，在胞外结构域的 C 末端含有 74 个不正确的氨基酸，随后出现提前终止密码子。受影响的个体有严重的主动脉瓣狭窄、左心室发育不全、右心室双出口、钙化和二尖瓣主动脉瓣。表型随着受影响的家庭成员的突变而分离。

.0003 亚当斯-奥利弗综合症 5
NOTCH1，85-KB DEL

Stittrich 等人对一名患有 Adams-Oliver 综合征 5（AOS5；616028）的 6 岁男孩进行了研究（2014） 鉴定了涉及 NOTCH1 基因 5-prime 区域的从头 85 kb 缺失的杂合性，包括部分启动子和全部外显子 1（chr9:139,439,620-139,524,480；GRCh37）。在未受影响的父母、2 个未受影响的同胞或超过 10,000 个对照基因组或外显子组中未发现该缺失。该患者患有先天性枕部皮肤发育不全、明显的皮肤斑、趾甲发育不良和营养不良以及局灶性皮肤钙化区域。婴儿期超声心动图显示肺支动脉轻度狭窄； 6岁时，肺动脉分支正常，主肺动脉稳定扩张。

.0004 亚当斯-奥利弗综合征 5
NOTCH1，IVS4AS，G-T，-1

Stittrich 等人在患有 Adams-Oliver 综合征 5（AOS5; 616028） 的父女中（2014） 鉴定了 NOTCH1 基因内含子 4 中剪接位点突变的杂合性（c.743-1G-T，位于 chr9:139,414,018；GRCh37），破坏了外显子 5 受体剪接位点。在未受影响的母亲或未受影响的兄弟中，或在 10,000 多个对照基因组或外显子组中，均未发现该突变。女儿患有严重的头皮皮肤发育不全，在漫长的愈合过程中又因反复出血而变得复杂。她的左脚脚趾发育不全，第二和第三脚趾指甲发育不全。她的父亲出生时患有皮肤和骨骼缺陷，涉及三分之二的颅骨、右手短指和双脚末端横向缺陷，包括发育不全的脚趾软组织并指。头骨的骨向内生长从未完全弥补父亲的颅骨缺损。

.0005 亚当斯-奥利弗综合症 5
NOTCH1，CYS429ARG

一名 14 岁葡萄牙血统男孩患有 Adams-Oliver 综合征（AOS5; 616028），最初由 Silva 等人描述（2012），斯蒂特里奇等人（2014） 鉴定了 NOTCH1 基因中从头 c.1285T-C 转变（chr9:139,412,360; GRCh37） 的杂合性，导致钙结合 EGF 中高度保守的残基处发生 cys429 到 arg（C429R） 的取代。 131530） 样重复 11。在他未受影响的父母或超过 10,000 个对照基因组或外显子组中未发现该突变。

.0006 亚当斯-奥利弗综合症 5
NOTCH1，CYS1496TYR

Stittrich 等人在一位患有 Adams-Oliver 综合征 5（AOS5；616028）的欧洲和亚洲血统的女性先证者中（2014） 鉴定了 NOTCH1 基因中从头 c.4487G-A 转变（chr9:139,399,861; GRCh37） 的杂合性，导致细胞外负调控区内高度保守的残基发生 cys1496 到 tyr（C1496Y） 取代（NRR） 第二个 Lin-12 NOTCH 重复（LNR） 结构域。斯蒂特里奇等人（2014） 指出，在没有配体刺激的情况下，NRR 在空间上抑制 NOTCH1 的加工；因此，该结构域的不稳定可能会增加组成型Notch信号传导并导致功能获得。在先证者未受影响的父母或超过 10,000 个对照基因组或外显子组中未发现该突变。该患者出生时患有严重的皮肤发育不全，影响了耳朵上方的大部分头皮以及后颈。她的双侧头皮血管明显迂曲，皮肤干呈大理石状，双侧脚趾发育不全，趾甲缺失。出生第一天的神经影像显示双侧顶叶和左额叶白质急性梗塞和部分上矢状窦血栓形成的小局灶性区域；第 1 周的重复成像显示双顶叶和左额叶梗塞、近乎完全的矢状窦血栓形成和双顶皮质静脉血栓形成，在接下来的几个月内稳定和改善。她还患有轻度二尖瓣环发育不全和多穿孔卵圆孔未闭，分流不明显；出生第一天出现严重肺动脉高压，到第十天就消失了。

.0007 亚当斯-奥利弗综合征 5
NOTCH1，ASP1989ASN

Stittrich 等人最初由 Vandersteen 和 Dixon（2011） 报道，一名 24 岁女性患有 Adams-Oliver 综合征 5（AOS5; 616028）（2014） 鉴定了 NOTCH1 基因中 c.5965G-A 转换（chr9: 139,393,681; GRCh37） 的杂合性，导致在涉及二分荷氢的高度保守残基处发生 asp1989 到 asn（D1989N） 的取代。与asp2020主链氮氢原子的键合相互作用。先证者已故受影响的父亲和姐妹没有获得 DNA。在超过 10,000 个对照基因组或外显子组中未发现该突变。

.0008 亚当斯-奥利弗综合症 5
NOTCH1、TYR550TER

Southgate 等人在患有 Adams-Oliver 综合征 5（AOS5; 616028） 的 3 代家庭的 5 名受影响成员中（2015） 鉴定了 NOTCH1 基因中 1 bp 插入（c.1649dupA, NM_017617.3） 的杂合性，导致胞外域的 EGF 样重复内出现 tyr550-to-ter（Y550X） 替换。先证者和他的兄弟均表现出严重的皮肤和骨性头皮缺损和明显的末端横向肢体缺损，以及不明确的心脏杂音。这种突变也存在于临床上未受影响的母亲身上，她没有头皮或四肢缺陷，但被发现有不明原因的心脏杂音。对患者 RNA 的定量 RT-PCR 分析表明，与对照相比，NOTCH1 转录本减少了约 50%，下游信号传导因子的分析显示，与野生型 NOTCH1 相比，Y550X 突变体的 HEY1（602953） 和 HES1（139605） 显着减少。

.0009 亚当斯-奥利弗综合症 5
NOTCH1，2-BP DEL，6049TC

意大利男性先证者患有 Adams-Oliver 综合征 5（AOS5；616028），最初由 Dallapiccola 等人报道（1992），索斯盖特等人（2015） 鉴定出 NOTCH1 基因中 2 bp 缺失（c.6049_6050delTC, NM_017617.3） 的杂合性，导致移码，预计会导致细胞内 ANK 重复结构域内出现过早终止密码子（Ser2017ThrfsTer9）。从先证者受影响的母亲那里无法获得 DNA。

.0010 亚当斯-奥利弗综合症 5
NOTCH1，CYS1374ARG

Southgate 等人对一名患有 Adams-Oliver 综合征 5（AOS5; 616028） 的 8 岁德国男孩进行了研究（2015） 鉴定了 NOTCH1 基因中 c.4120T-C 转换（c.4120T-C, NM_017617.3） 的杂合性，导致 EGF- 内高度保守的残基处发生 cys1374 到 arg（C1374R） 的取代。像细胞外结构域的重复。该突变存在于一名受影响的叔叔中，但在 2 个临床正常的同胞或 2 个未受影响的叔叔中未发现；然而，在先证者临床上未受影响的父亲身上检测到了这种病毒。超声心动图评估的心血管未见异常，证实了父亲未受影响的状态，并表明 C1374R 突变的外显率降低。

.0011 主动脉瓣疾病 1
NOTCH1，THR596MET

Mohamed 等人对一名患有二尖瓣主动脉瓣钙化和升主动脉瘤（AOVD1; 109730） 的 49 岁德国男性进行了研究（2006） 鉴定了 NOTCH1 基因外显子 11 中 g.40264C-T 转换的杂合性，导致 N 端半部 EGF 样结构域内高度保守的残基发生 thr596-to-met（T596M） 取代的蛋白质。作者在文中指出，在至少 327 个对照或公共变异数据库中未发现该变异，但在表 3 中指出，该变异的次要等位基因频率为 0.01。

.0012 主动脉瓣疾病 1
NOTCH1，PRO1797HIS

Mohamed 等人对一名患有二尖瓣主动脉瓣钙化和升主动脉瘤（AOVD1; 109730） 的 55 岁德国男性进行了研究（2006） 鉴定了 NOTCH1 基因外显子 29 中 g.53777A-C 颠换的杂合性，导致胞内结构域内短近膜中高度保守的残基发生 pro1797 到 his（P1797H） 的取代。作者在文中指出，在至少 327 个对照或公共变异数据库中未发现该变异，但在表 3 中指出，该变异的次要等位基因频率为 0.01。