Nature子刊:控制神經(jīng)元分化的關(guān)鍵分子
日期:2014-04-15 08:50:53
英國愛丁堡大學(xué)的科學(xué)家們解析了一個控制大腦細(xì)胞分化的關(guān)鍵過程,這一機制可以幫助人們更好的治療腦癌和其他相關(guān)的大腦疾病。
研究人員針對一個被稱為miR-9的microRNA分子進(jìn)行了研究,這一關(guān)鍵分子可以控制神經(jīng)和大腦細(xì)胞于何時何地生成,并由此保證大腦的正確發(fā)育和正常功能。這一細(xì)胞分化過程的失控,是許多大腦疾病中的一個基本特征,尤其是腦癌。
microRNA能通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)對細(xì)胞施加影響,在物種進(jìn)化中相當(dāng)保守。它們可以與靶基因的mRNA配對,引導(dǎo)其降解或阻礙其翻譯,從而影響特定蛋白的合成量。
在此之前,人們只知道控制大腦細(xì)胞(神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞)發(fā)育的miR-9,受到了轉(zhuǎn)錄水平上的調(diào)控,但并不清楚這種調(diào)控的具體機制。這項研究向人們展示,蛋白Lin28a負(fù)責(zé)調(diào)控miR-9的生產(chǎn),進(jìn)而對涉及大腦細(xì)胞發(fā)育和功能的基因施加影響。文章于四月十一日發(fā)表在Nature Communications雜志上。
為了解析Lin28a對miR-9合成的控制機制,研究人員在p19胚胎癌細(xì)胞系中研究了神經(jīng)元的分化,這種細(xì)胞系被認(rèn)為是研究神經(jīng)發(fā)育的理想細(xì)胞模型。
研究人員發(fā)現(xiàn),與未分化細(xì)胞相比,已分化細(xì)胞中的miR-9得到了更有效的加工。研究顯示,在未分化細(xì)胞中Lin28a通過誘導(dǎo)miR-9前體降解,抑制miR-9的形成。這種蛋白的表達(dá)會減弱P19細(xì)胞的分化能力,而且這一現(xiàn)象與miR-9水平降低相一致。
研究還指出,Lin28a在成熟大腦細(xì)胞中不再合成,允許miR-9在細(xì)胞中累積并行使其正常功能。不過,Lin28a的合成會在癌細(xì)胞中重新出現(xiàn)。
研究團(tuán)隊通過一系列實驗證明,Lin28a蛋白通過miR-9指揮著大腦細(xì)胞的分化。他們認(rèn)為,進(jìn)一步研究可以為人們揭示Lin28a和miR-9在大腦發(fā)育中的全部作用,為相關(guān)藥物的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
領(lǐng)導(dǎo)這項研究的Dr Gracjan Michlewski指出,“這些發(fā)現(xiàn)有助于人們更好的理解,大腦發(fā)育基礎(chǔ)過程背后的復(fù)雜機制,為人們提供更多與疾病相關(guān)的信息,幫助醫(yī)生們采取更好的預(yù)防和治療措施。”