Menin在神经系统中的作用与机制的研究

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基因表达异常所导致的神经系统早期发育失调与诸多神经疾病的发生发展(包括自闭症、精神分裂症等)存在密切关联已得到众多共识。在过去的研究中,关于MEN 1(Multiple endocrine neoplasia 1,多发性内分泌腺瘤致病因子1)的功能研究主要集中在癌症领域中,而在神经系统中的作用始终缺乏充分的研究。MEN1所编码的蛋白为menin,其表达异常会导致一种在多内分泌腺出现恶性肿瘤的家族性遗传病。在生物学功能上,menin主要作为转录因子,参与调控下游基因的转录。目前在小鼠模型的研究中,全身敲除Men1的小鼠呈现出胚胎期致死,并伴随有严重的神经管畸形。我们前期的工作发现menin在小鼠大脑多脑区,尤其是海马区较高表达,提示了 menin在神经系统中发挥相当作用。于是,我们借助Cre-LoxP系统,构建在神经系统各类型细胞中特异性敲除Men1的多个小鼠模型,我们发现其中兴奋性神经元特异性敲除Men1的小鼠模型表现出一系列行为缺陷。在第一部分工作中,我们阐述了 menin表达缺失能够导致Cdk5激酶的调控因子p35转录水平下降,进而引起Cdk5激酶活性的丧失;而Cdk5的激酶活性不足会导致突触可塑性下降和小鼠认知缺陷。之后我们发现通过注射能介导人源p35过表达的腺相关病毒(AAV)帮助缓解Men1缺失小鼠的认知缺陷。在第二部分工作中,我们对兴奋性神经元特异性Men1缺失的小鼠进行更加全面的行为学分析,发现除了认知缺陷外,小鼠存在社交障碍和刻板重复行为增加的行为学指征。而结合ChIP-Seq(染色质免疫共沉淀测序技术)和RNA-Seq(转录组测序技术)分析发现,这主要是由于menin能够参与对瑞特综合症相关的致病基因—FoxG1的表达调控所造成的。此外我们又借助IP(免疫共沉淀技术)和LC-MS(液相色谱与质谱联用技术)鉴定并筛选出一系列menin潜在的互作因子,其中包括两个已知的、与神经发育疾病(如:自闭症等)相关的蛋白ATRX和TOP2β,但是ATRX和TOP2β是否能与menin一起参与到对FoxG1的表达调控仍有待进一步的研究。综上所述,我的研究发现menin在神经发育中发挥着重要的作用,其表达失调与神经发育性疾病的出现具有密切的关系。两部分工作分别阐述了 menin介导p35的表达,进而影响Cdk5激酶活性,这一调控途径的缺失导致兴奋性神经元特异性缺失Men1的小鼠在行为上表现出认知障碍。menin可与其它的特定转录因子(ATRX或TOP2β)结合,通过调节FoxG1的正常表达造成小鼠出现类似瑞特综合症的症状;这一现象揭示了一个全新的瑞特综合症发病机制。
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