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哺乳动物的神经发育是一个受到精细调控的过程,需要神经前体细胞的正常增殖、分化、迁移和成熟,最后形成整个神经网络,而神经发育的异常也会导致多种精神疾病的发生。脑脊膜瘤表达抗原蛋白6(MEA6)是一个内质网膜蛋白,在多种肿瘤细胞中高表达,并被报道在胶原蛋白以及低密度脂蛋白的运输中起着重要的作用,但是其在神经发育中的功能还不得而知。 我们构建了在大脑中条件性敲除Mea6的小鼠,发现该小鼠在出生后三周左右死亡,而外源表达人源的MEA6蛋白能够很好的挽救这一表型。通过形态学、行为学、细胞学等方面的观察,发现在大脑中条件性敲除Mea6的小鼠,相较于野生型小鼠表现出发育迟缓以及神经退行性样病变的表型,大脑体积明显变小,在悬尾实验中出现异常后肢扣紧反射活动,在转棒实验中不能有效停留在转棒上,在旷场实验中运动活性升高,运动中身体协调性变差。条件性敲除小鼠虽然神经前体细胞的增殖分化以及迁移大致正常,大脑皮层中的细胞凋亡没有发生改变,但皮层中神经细胞的密度增加并伴随着星形胶质细胞大量激活,体内和体外培养的神经细胞树突生长、分叉与突触形成出现缺陷,细胞膜的脂类组分以及脂筏上的脂类组分显著性减少,神经细胞的膜电阻升高而膜电容降低。 在分子机制上,MEA6蛋白主要定位于内质网释放位点上,也有部分定位在内质网高尔基体中间体与高尔基体上。定量质谱结果发现Mea6敲除小鼠皮层中与内质网和高尔基体的结构和功能相关的基因,还有一些离子通道蛋白与细胞膜受体表达下调。此外,在敲除Mea6的神经细胞表达GFP-VSVG蛋白发现其从内质网到高尔基体上的转运出现障碍,而且神经细胞高尔基体的结构发生碎片化。与对照组相比,敲除Mea6的神经细胞中从内质网到高尔基体的正向运输小泡数目明显减少,且其细胞内SAR1-GTP发生了明显的积累。MEA6蛋白的缺失会影响SAR1的GTPase酶激活蛋白-SEC23蛋白与SAR1蛋白的共定位与相互作用,引起SAR1-GTP在神经细胞中积累,从而影响了从内质网到高尔基体的正向运输小泡的形成和蛋白质等的正向运输,导致神经细胞的发育发生了缺陷。 鉴于MEA6蛋白在神经发育、神经退行性疾病中的重要功能以及其在肿瘤细胞中表达水平升高,对MEA6蛋白功能的深入研究将会帮助我们了解相关疾病的致病机制以及寻找其治疗方法。