關(guān)鍵蛋白調節大腦發(fā)育

正常的大腦發(fā)育需要神經(jīng)元和非神經(jīng)元（也稱(chēng)為神經(jīng)膠質(zhì)）細胞之間的相互作用。筑波大學(xué)的研究人員在一項新研究中揭示了蛋白質(zhì)精氨酸甲基轉移酶（PRMT）1的喪失如何導致神經(jīng)膠質(zhì)細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，從而調節細胞的關(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是常見(jiàn)的成員之一，它控制組織的發(fā)育和壽命以及應激反應。由于PRMT1的*敲除（即發(fā)育過(guò)程中所有組織中蛋白質(zhì)的損失）會(huì )導致胚胎發(fā)育失敗，因此近對PRMT1的組織特異性敲除進(jìn)行了越來(lái)越嚴格的研究，以了解PRMT1如何促進(jìn)組織發(fā)展。

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

為了實(shí)現他們的目標，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)干細胞（NSC）和源自NSC的細胞中。這些包括少突膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞，但不包括小膠質(zhì)細胞，它們都是大腦中重要的神經(jīng)膠質(zhì)細胞類(lèi)型。研究人員對稱(chēng)為皮層的大腦外部區域進(jìn)行了RNA測序，這些細胞位于新生PRMT1基因敲除小鼠體內。通過(guò)這樣做，他們能夠調查缺乏PRMT1的小鼠大腦中基因表達的變化。有趣的是，研究人員發(fā)現調節炎癥的基因表達增加，表明星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞的參與。仔細觀(guān)察炎癥標志物，研究人員發(fā)現，在一組炎癥標志物中，特別是IL-6的表達在PRMT1基因敲除小鼠中顯著(zhù)增加。

接下來(lái)，研究人員詢(xún)問(wèn)缺乏PRMT1并仔細觀(guān)察星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞的新生小鼠的大腦中炎癥如何增加。通過(guò)分析大腦中星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞的標志物，他們發(fā)現了嚴重的持續炎癥的跡象：大量星形膠質(zhì)增生，星形膠質(zhì)細胞數量增加，小膠質(zhì)細胞數量增加。

作者，助理教授Misuzu Hashimoto說(shuō)：“這些結果表明，PRMT1調節了大腦的重要的發(fā)育過(guò)程。我們的結果為對大腦發(fā)育的分子控制提供了新穎的見(jiàn)解。”