现代研究认为四足动物的后肢和外生殖器来自共同的“原基”，通过进化产生了个各种各样的结构从而适配该物种的生态位。本研究表明，尽管进化距离遥远，但是小鼠外生殖器依然保留了后肢的运动潜能。在缺乏Tgfbr1的情况下，泄殖腔周围的中胚层以外生殖器为代价产生了一对额外的后肢。已经表明后肢和生殖器原基共享许多关键的调控因子。Tgfbr1通过调节调控元件的可及性状态来控制对这些因素的反应，调控元件控制导致形成不同的调控网络。本研究揭示了四足动物后肢/生殖器区域进化中潜在的组织可塑性，并确定了Tgfbr1活性的额外机制，有助于我们理解和控制其他生理或病理过程。

根据已有研究表明，在一些四足动物中，后肢和生殖器共享一个共同的原基。在哺乳动物中，泄殖腔相对于后肢的后移，从而允许了双腿和外生殖器的形成。在小鼠胚胎的遗传学研究中，对后肢和泄殖腔区域发育的调控因子包括，转化因子β/骨形态发生蛋白超家族（Tgfβ/BMP），成纤维细胞生长因子（FGFs）等，需要注意的是，相同的调节因子在后肢和外生殖器中均起到了重要作用。已有研究表明，转化生长因子β受体1（Tgfbr1）在激活躯干到尾部的转换中起到了关键作用，还可以启动后肢和外生殖器形成的调节序列。

对于条件性Tfgbr1失活方法，研究使用了三种Tfgbr1等位基因，从而产生了Tfgbr13ex3-flox异变体。通过使用Cdx2CreERT转基因driver2促进了Tfgbr1的失活，通过服用他莫昔芬触发了尾部胚胎组织的Cre活性，该方案可以使前肢芽尾部组织中的Tfgbr1失活。

Tfgbr1-cKO突变体最显著的特征就是后肢的复制，通过对骨骼结构的分析也进一步证实了该结构为实际的后肢；Tfgbr1-cKO胚胎的另一个显著表型是脐膨出。Tgfbr1-cKO胎儿的外生殖器实际上也不存在。这些表型可能是由于泄殖腔内胚层和泄殖腔周围中胚层之间的功能相互作用干扰导致泄殖腔区域的正常形态发生。事实上，这一区域的内胚层畸形在妊娠中期的Tgfbr1-cKO突变体中已经很明显。在E10.5和E11.5时，突变的泄殖腔比对照胚胎更大，缺乏与正常分隔相关的特征，并且通常包含进入泄殖腔内的突起。在发育后期E16.5的畸形膀胱中，这些突起仍然存在。

妊娠中期已经可以发现Tgfbr1-cKO胚胎后肢/泄殖腔区域存在形态学变化，其起源于泄殖腔周围中胚层。这种形态改变的特征是基因表达模式的变化，例如泄殖腔周围区域的后肢特异性标记物如Pitx1和Lin28a的异位激活，突变体胚胎中缺乏正常后肢和泄殖腔周围中胚层基因表达。Tgfbr1-cKO 胚胎中的泄殖腔周围间充质采用后肢命运，导致突变体的延伸后肢芽发育为两个单独的后肢结构。

ATAC-seq分析揭示了Tgfbr1-cKO突变体在泄殖腔周围中胚层中表现出染色质调控景观的重组。与对照后肢芽和泄殖腔附近区域相比，Tgfbr1-cKO胚胎泄殖腔中胚层的基因组可及性图谱显示出不同的特征。该分析确定了两个主要特征，PC1将来自Tgfbr1-cKO胚胎的组织与野生型GT分组，PC2将突变胚胎的额外后肢与野生型后肢分组。贡献PC1和PC2的顶部负荷表明，受Tgfbr1影响的大多数基因组区域代表远端调控元件，特定簇代表受Tgfbr1 信号转导调控的肢体特异性区域。

此外，Tgfbr1-cKO突变体（如后肢生成组织）中特定染色质区域的可及性丧失可能显着导致突变胚胎中泄殖腔中胚层命运的改变。这些区域可能代表参与调控野生型胚胎泄殖腔周围区域差异表达的基因的增强子。在特定基因组区域内鉴定模式1和模式2元件，以及它们在转基因报告基因测定中的保守性和活性，提供了对驱动突变泄殖腔周围间充质走向肢体同一性的调控过程的见解。

对GT中差异可及性分析表明，Tgfbr1调节泄殖腔周围区域的染色质景观，影响与肢体发育和基因表达相关的各个基因组区域的可及性。

研究强调了泄殖腔中胚层在产生后肢和生殖器结构方面的发育可塑性，表明这些组织之间具有不同的细胞亲和特性。该研究表明，Tgfbr1通过调节增强子介导模式输入的可及性来控制肢体和GT原基的差异形态发生，影响后肢和外生殖器结构的形成。该研究还表明，Tgfbr1调节泄殖腔中胚层的染色质可及性，可能影响中胚层组织的分化途径。

本研究中ATAC-seq技术在本研究中发挥了重要作用，通过分析基因组的开放性区域，揭示了Tgfbr1信号通路对调控遗传结构和肢体形成的机制。这项技术帮助研究人员识别了在GT和肢体形成中起关键作用的转录因子结合位点，如Lef1和Gata3，为理解这些关键调控元件的功能提供了重要线索。伴随着研究对深入，表观遗传技术的应用对揭示深度的生物机理起到极其关键的作用。