J Neurosci：關(guān)鍵蛋白調(diào)節(jié)大腦發(fā)育

來源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2020-09-25 14:16:00【大中小】

正常的大腦發(fā)育需要神經(jīng)元和非神經(jīng)元（也稱為神經(jīng)膠質(zhì)）細(xì)胞之間的精確相互作用。筑波大學(xué)的研究人員在一項(xiàng)新研究中揭示了蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶（PRMT）1的喪失如何導(dǎo)致神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞破裂并影響大腦的正常發(fā)育。

PRMT修飾其他蛋白質(zhì)的特定氨基酸，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的關(guān)鍵功能，例如存活，增殖和發(fā)育。在迄今為止已確定的PRMT家族的許多成員中，PRMT1是最常見的成員之一，它控制組織的發(fā)育和壽命以及應(yīng)激反應(yīng)。由于PRMT1的完全敲除（即發(fā)育過程中所有組織中蛋白質(zhì)的損失）會(huì)導(dǎo)致胚胎發(fā)育失敗，因此最近對PRMT1的組織特異性敲除進(jìn)行了越來越嚴(yán)格的研究，以了解PRMT1如何促進(jìn)組織發(fā)展。

“我們以前發(fā)現(xiàn)PRMT1在大腦發(fā)育過程中對于一種神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞少突膠質(zhì)細(xì)胞的功能至關(guān)重要，”該研究的通訊作者深水明吉教授說。 “這項(xiàng)研究的目的是了解我們在PRMT1條件性基因敲除小鼠中觀察到的其他神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞可能如何導(dǎo)致髓鞘發(fā)育不良。”

為了實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo)，研究人員使用了與以前的研究相同的小鼠模型，其中PRMT1被敲除到神經(jīng)干細(xì)胞（NSC）和源自NSC的細(xì)胞中。這些包括少突膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞，但不包括小膠質(zhì)細(xì)胞，它們都是大腦中重要的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞類型。研究人員對稱為皮層的大腦外部區(qū)域進(jìn)行了RNA測序，這些細(xì)胞位于新生PRMT1基因敲除小鼠體內(nèi)。通過這樣做，他們能夠調(diào)查缺乏PRMT1的小鼠大腦中基因表達(dá)的變化。有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)炎癥的基因表達(dá)增加，表明星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的參與。仔細(xì)觀察炎癥標(biāo)志物，研究人員發(fā)現(xiàn)，在一組炎癥標(biāo)志物中，特別是IL-6的表達(dá)在PRMT1基因敲除小鼠中顯著增加。

接下來，研究人員詢問缺乏PRMT1并仔細(xì)觀察星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的新生小鼠的大腦中炎癥如何增加。通過分析大腦中星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)志物，他們發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重的持續(xù)炎癥的跡象：大量星形膠質(zhì)增生，星形膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量增加，小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量增加。

第一作者，助理教授Misuzu Hashimoto說：“這些結(jié)果表明，PRMT1調(diào)節(jié)了大腦的重要的發(fā)育過程。我們的結(jié)果為對大腦發(fā)育的分子控制提供了新穎的見解。”