Pax基因（Paired box genes）是一個進化保守的基因家族，因編碼由128個氨基酸組成的成對結(jié)構(gòu)域（paired domain）而得名。PAXs是Pax基因的編碼蛋白，共有9個成員分子，分別被命名為PAX1~9。PAXs蛋白定位于細胞核，是一類與胚胎早期發(fā)育與組織定向分化有關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，多個成員在發(fā)育成熟后仍然有表達，而且呈現(xiàn)出一定的組織與細胞表達特異性。因此PAX蛋白家族是分子病理中一組比較有價值的分子標記物，例如：PAX2和PAX8對泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤的診斷意義，PAX5對B細胞淋巴瘤的診斷意義。此外，Pax3和Pax7的基因異常與部分橫紋肌肉瘤的發(fā)病有關(guān)。

PAXs蛋白家族的結(jié)構(gòu)共同特點為靠近N端含有序列保守的成對結(jié)構(gòu)域（簡稱PD）。靠近C端的結(jié)構(gòu)中，部分PAXs蛋白家族成員（PAX3/4/6/7）含有完整的同源結(jié)構(gòu)域（homeodomain，HD），PAX2/5/8中僅含部分同源結(jié)構(gòu)域，PAX1/9中無此結(jié)構(gòu)域（表1）。在成對結(jié)構(gòu)域（PD）和同源結(jié)構(gòu)域（HD）之間通常會有一個八肽保守序列結(jié)構(gòu)（octapeptide，OP），PAX4/6無OP結(jié)構(gòu)（表1）。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，PAXs蛋白家族通常被分為4組，分別為：Pax group 1（包含PAX1/9）、Pax group 2（包含PAX2/5/8）、Pax group 3（包含PAX3/7）和Pax group 4（包含PAX4/6）（圖1）。

圖1. PAXs蛋白家族分組

2. PAXs蛋白家族的生理與病理意義

       Pax group 1

PAX1與脊椎動物的早期胚胎發(fā)育有關(guān)，主要參與體節(jié)分段過程。人PAX1由440個氨基酸組成。最近研究發(fā)現(xiàn)PAX1基因啟動子區(qū)甲基化與宮頸癌和宮頸CIN3+有顯著相關(guān)，聯(lián)合檢測HPV16/18能夠提高宮頸癌和宮頸CIN3+檢出的敏感性與特異性。

PAX9與顱面、牙齒、肢體發(fā)育有關(guān)，與鱗狀上皮發(fā)育有關(guān)。部分肺癌中PAX9基因會有擴增。人PAX9由341個氨基酸組成。

Pax group 2

PAX2與泌尿生殖系統(tǒng)、視神經(jīng)的發(fā)育過程有關(guān)。人PAX2由417個氨基酸組成。PAX2基因突變會導致腎畸形與腎囊腫等病變。PAX2與其同組分子PAX8在泌尿生殖系統(tǒng)發(fā)育過程中均具有重要作用，其表達出現(xiàn)在胚胎早期的Wolffian和Müllerian管以及由此發(fā)育而來的腎臟、輸尿管、子宮、輸卵管、卵巢、睪丸、輸精管等組織。因此PAX2和PAX8成為了這些組織及其來源腫瘤的重要標記物。在腎臟近曲小管和部分Henle袢環(huán)中PAX2表達陰性，而PAX8為陽性，故此PAX8在診斷腎細胞癌中比PAX2具有更好的敏感性（PAX2對腎細胞癌診斷的敏感性與特異性分別為47%和85%，而PAX8對腎細胞癌診斷的敏感性與特異性分別為88%和84%）。PAX2在腎透明細胞癌、腎頭狀癌和嫌色細胞癌中的表達率分別為：87%、60%和16%。腎臟其它腫瘤中如：Wilms瘤、腎源性腺瘤、上皮樣間質(zhì)瘤中同樣有PAX2和PAX8的表達，尤其在Wilms瘤中二者的表達率分別為98%和100%。在轉(zhuǎn)移性腫瘤鑒別中，PAX-2有助于肝臟轉(zhuǎn)移性腎透明細胞癌與肝臟原發(fā)的透明細胞癌（PAX-2陰性）的鑒別，有助于鑒別卵巢漿液性乳頭癌（PAX-2陽性）和卵巢轉(zhuǎn)移性乳腺癌（PAX-2陰性）。

PAX8與PAX2共同參與泌尿生殖系統(tǒng)的發(fā)育與組織分化過程，因此其表達分布在正常的腎、輸尿管、子宮內(nèi)膜、宮頸內(nèi)膜、輸卵管、卵巢、睪丸、附睪、精囊等組織，也分布與這些組織來源的腫瘤組織。通常在腎臟等泌尿生殖系統(tǒng)腫瘤的診斷與鑒別診斷中，PAX8較PAX2具有更高的敏感性，因而也具有更廣的應用性。尤其在腎集合管癌或髓樣癌與尿路上皮癌的鑒別中，PAX8可與P63聯(lián)合使用，前兩者中PAX8為陽性而p63為陰性，尿路上皮癌中則p63為陽性而PAX8為陰性。在卵巢腫瘤中，PAX8表達在大多數(shù)的非粘液性癌中（包括：漿液性癌、子宮內(nèi)膜樣癌、透明細胞癌與移行細胞癌），而粘液性癌中表達率約為26%，有助于卵巢腫瘤的鑒別。此外，PAX還與甲狀腺與甲狀旁腺的特異分化有關(guān)，因而也是這些組織來源腫瘤的標記性分子。PAX8與TTF-1共同參與甲狀腺素的合成調(diào)控，主要表達濾泡上皮細胞，C細胞僅為局部表達。PAX8在甲狀腺腫瘤中廣泛表達包括間變性癌與髓樣癌，與TTF-1和Calcitonin聯(lián)合實用有助于甲狀腺腫瘤與其它腫瘤的鑒別。人PAX8由451個氨基酸組成。

PAX5 是B淋巴細胞特異性激活蛋白（BSAP），人PAX5由391個氨基酸組成。PAX5對B細胞發(fā)育與活化具有很重要的作用，其表達始于前前體B淋巴細胞（Pre-pre B cell）直至生發(fā)中心B細胞（Germinal center B cell）的發(fā)育階段，漿細胞中不表達。在大多數(shù)（90%）經(jīng)典性霍奇金淋巴瘤的RS細胞中有弱到中等強度的表達，在多發(fā)性骨髓瘤、孤立性漿細胞瘤和少部分彌漫大B細胞淋巴瘤（具有終末B細胞分化特征的亞群）中幾乎不表達。所有T細胞性非霍奇金淋巴瘤以淋巴母細胞性淋巴瘤/白血病中均不表達該分子，僅在間變大細胞淋巴瘤中的少數(shù)（5%）病例中有表達。Pax-5是一種新型的B細胞及其來源的腫瘤細胞的標記物，與CD20具有很高相關(guān)性，但其在診斷前B淋巴母細胞性白血病與經(jīng)典性霍奇金淋巴瘤中較CD20具有明顯優(yōu)勢，也可以被用來鑒別淋巴漿細胞淋巴瘤（陽性）與漿細胞瘤（陰性）。此外，Pax-5也會在一些非淋巴組織中出現(xiàn)如：神經(jīng)內(nèi)分泌瘤、橫紋肌肉瘤、Merkel細胞癌、小細胞肺癌等組織。總之，Pax-5是目前最廣譜的B細胞標記，具有最高的敏感性，但在特異性方面有點欠缺。

Pax group 3

PAX3 與眼、耳及面部發(fā)育有關(guān)，人PAX3由479個氨基酸組成。PAX3基因突變會導致瓦登伯格綜合癥。PAX3表達常見于黑色素瘤，與腫瘤細胞存活有關(guān)系。PAX3在胚胎發(fā)育早期參與軸旁中胚層向骨骼肌的發(fā)育過程。因2號和13號染色體移位而形成的PAX3/FKHR融合基因常見于腺泡型橫紋肌肉瘤，是腺泡型橫紋肌肉瘤的標記分子并且預示者容易發(fā)生骨髓轉(zhuǎn)移與生存期短。

PAX7 與神經(jīng)嵴及原腸的發(fā)育有關(guān)，是調(diào)節(jié)Slug、Sox9、Sox10和HNK-1等神經(jīng)嵴標記分子表達的關(guān)鍵因子。參與了上顎和鼻的發(fā)育形成過程。此外，PAX7通過形成同源二聚體或者還與PAX3形成異源二聚體參與調(diào)控肌原細胞的增殖與更新。Pax7與FKH家族成員融合也會導致腺泡型橫紋肌肉瘤。人PAX7由520個氨基酸組成。

Pax group4

PAX4 與胰島β細胞的發(fā)育有關(guān)。人PAX4由350個氨基酸組成，正常情況僅在胰島素可見少量表達。在胰島細胞瘤中PAX4基因呈高表達，有助于診斷。其基因異常常會引起糖尿病。

PAX6又稱AN2（II型無虹膜蛋白），由422個氨基酸組成，是眼睛與腦部發(fā)育等神經(jīng)外胚層發(fā)育的關(guān)鍵基因。尤其與眼睛發(fā)育的關(guān)系緊密，PAX6基因突變會導致無虹膜癥、角膜變薄或渾濁等疾病，PAX6功能完全缺失會導致無眼。此外，PAX6與胰島發(fā)育以及與胰島β細胞合成與分泌胰島素的功能有關(guān)。有助于胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌瘤的鑒別診斷。