TET蛋白非酶催化的新功能:负性调控神经元早期分化的研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liunian2008
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DNA甲基化是一种重要的表观遗传学修饰,在调节细胞增殖、分化、个体发育等方面起重要作用。在细胞内DNA存在着甲基化和去甲基化的动态过程,这一过程影响着大脑的功能,而异常的甲基化水平则会引起许多神经系统疾病。TET(Ten-eleven translocation)蛋白家族是DNA主动去甲基化过程中的关键蛋白。其包括TET1、TET2和TET3三个成员,是一类依赖于Fe(II)和α-酮戊二酸(α-ketoglutarate,α-KG)的双加氧酶,能够催化DNA上的5mC氧化成为5hmC,并进一步的氧化成为5fC和5caC。而5hmC也是一个重要的表观遗传学标记物,能够调控在神经发育和神经系统疾病的形成。TET蛋白在胚胎发育,免疫调节以及癌症发生等方面均具有重要作用,同时也能够调控早期神经元分化,神经再生和记忆形成,然而其在神经分化中的作用并不十分清楚。  本研究以Neuro2a细胞作为研究模型,一方面探索了TET蛋白在神经分化过程中所发挥的作用,另一方面也为成神经母细胞瘤的分化治疗寻找可能的方案。  首先,利用免疫荧光染色,qRT-PCR,Dot blot等方法检测到,在Neuro2a细胞中,有较高的TET蛋白存在,但是TET蛋白的催化产物5hmC水平却维持在了一个相对较低的水平。TET蛋白和5hmC含量的不匹配提示,在Neuro2a细胞中TET蛋白催化活性可能受到了抑制。  其次,利用RNA干扰,瞬时转染等方法,敲减了细胞中TET蛋白的表达,发现Neuro2a的细胞分化率明显的上升,由此推测TET蛋白可以抑制Neuro2a细胞的分化。而过表达TET蛋白后,在VPA诱导分化模型中,Neuro2a细胞分化率出现了明显的下降,这也印证了我们的上述推测。  再次,我们选取TET1蛋白作为研究对象,同样使用瞬时转染的方法在Neuro2a细胞中过表达TET1的CXXC缺失突变体和CD失活突变体,仍能观察到分化受抑制的现象。说明TET蛋白的负调控作用并不依赖于其催化活性。  最后,我们证明了,TET1可以通过调节srGAP3而抑制Neuro2a细胞的分化,并且这一功能是不依赖于其催化活性的.  利用Western blot等方法检测了TET1表达量变化后引起的信号的变化。之前的研究已经证实,srGAP3能够通过Rac1通路调控Neuro2a细胞的分化,而本研究发现,TET1能够影响srGAP3的水平。由此我们推测,srGAP3是TET蛋白的一个靶标,TET可能通过调节细胞中srGAP3水平来调控Neuro2a细胞的分化。恢复实验也证实了我们的上述推测。而在Neuro2a细胞中过表TET1的CXXC缺失突变体和CD失活突变体,也都能观察到srGAP3表达水平的上升。这些结果说明非催化的TET1通过调控srGAP3的表达来调控Neuro2a细胞的分化。  综上我们得出结论,TET蛋白能够通过影响细胞中srGAP3的水平负向调控神经元分化,并且该调控作用并不依赖于其催化活性。本研究提供了一个研究TET蛋白影响神经元分化的新方向,并为分化疗法治疗成神经母细胞瘤提供了一个可能的靶点。
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