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组蛋白去甲基化酶KDM5A调控H3K4me3参与神经管畸形发生的分子机制

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中国生物化学与分子生物学报 2024年第5期40卷 629-637页

作者：李建婷解琪谷小龙曹志华彭志伟赵虹刘志贞解军山西医科大学基础医学院生物化学与分子生物学教研室出生缺陷与细胞再生山西省重点实验室太原030001 煤炭环境致病与防治教育部重点实验室太原030001

神经管畸形(NTDs)的病因与防治是出生缺陷领域研究的重点,叶酸可以预防神经管畸形但其机制不明。本文借助低叶酸细胞模型和低叶酸NTDs小鼠模型通过染色质免疫共沉淀、Cut&Tag等技术,探讨了组蛋白去甲基化酶lysine demethylase 5A(KDM5A... 详细信息

神经管畸形(NTDs)的病因与防治是出生缺陷领域研究的重点,叶酸可以预防神经管畸形但其机制不明。本文借助低叶酸细胞模型和低叶酸NTDs小鼠模型通过染色质免疫共沉淀、Cut&Tag等技术,探讨了组蛋白去甲基化酶lysine demethylase 5A(KDM5A)及其调控的下游组蛋白H3K4me3修饰在叶酸缺乏导致的NTDs发生中的潜在分子机制。结果显示,低叶酸的细胞模型中,qRT-PCR、Western印迹结果显示,KDM5A分子表达明显下降(P实验证实,叶酸缺乏下组蛋白H3K4me3在神经发育基因Axin 2和Atoh 1基因启动子区富集增加(P神经发育基因上。最后在低叶酸导致的NTDs小鼠模型的脑组织中,RT-qPCR、Western印迹以及ChIP-qPCR实验显示,E9.5 d的NTDs胎鼠脑组织中KDM5A表达下降(P神经发育靶基因Axin2、Atoh 1异常表达,介导NTDs的发生。本研究从叶酸缺乏介导KDM5A调控组蛋白修饰来探讨NTDs的发病机制,为降低出生缺陷,促进生殖健康提供依据。

关键词：神经管畸形叶酸组蛋白去甲基化酶5A 组蛋白H3K4me3

接受背内侧丘脑投射的前额叶皮层锥体神经元的电生理学和形态学特性

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生理学报 2024年第2期76卷 233-246页

作者：范祖权陶晓冬魏亚茹张雪寒复旦大学脑科学研究院医学神经生物学国家重点实验室教育部脑科学前沿中心上海200032

脑高级功能对生物体的生存至关重要。内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex,mPFC)和背内侧丘脑(mediodorsal thalamus,MD)之间存在的密集交互投射在多种认知功能和执行功能的调控中发挥重要作用。根据神经元的形态学和电生理学特性,... 详细信息

脑高级功能对生物体的生存至关重要。内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex,mPFC)和背内侧丘脑(mediodorsal thalamus,MD)之间存在的密集交互投射在多种认知功能和执行功能的调控中发挥重要作用。根据神经元的形态学和电生理学特性,mPFC的锥体神经元已被分成多种亚类,但是特定神经环路的mPFC神经元的形态学和电生理学特性尚不清楚。本文旨在研究mPFC中接受MD投射的锥体神经元的形态学和电生理学特性。在过去,研究神经元的形态学和电生理学特性主要依赖大量的神经元电生理记录和其形态重构,但是在研究特定神经环路的神经元电生理和形态学特性时,这种方法效率较低。针对这一不足,本研究将传统形态学和电生理学方法与聚类分析等机器学习的方法相结合,建立mPFC锥体神经元形态学和电生理特性的分类模型。采用神经环路跨突触示踪策略标记mPFC中接受MD投射的锥体神经元,应用全细胞膜片钳记录和神经元重构技术获取mPFC中接受MD投射的锥体神经元的形态学特征。结果显示,本研究所建立的分类模型能够通过锥体神经元的形态预测其电生理特征。与mPFC中的非MD神经支配神经元相比,MD神经支配的mPFC锥体神经元表现出更大的基底树突长度,但顶端树突的复杂性更低。MD支配的mPFC锥体神经元的两种亚型(ET-1和ET-2)的形态特征不同,ET-1神经元的顶端树突比ET-2神经元更长、更复杂。本研究结果表明接受MD投射的mPFC锥体神经元的电生理特性与其形态学特征相关,提示接受MD投射的mPFC锥体神经元的两个电生理亚类在PFC局部回路以及PFC与其他皮层或皮层下脑区的环路中的作用不同。

关键词：锥体神经元前额叶皮层背内侧丘脑聚类分析神经元重构

幼年期抑制NMDA受体GluN2B亚基功能结合成年后社交应激改变小鼠前额叶皮层神经元周围网络

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生理学报 2024年第1期76卷 1-11页

作者：梁亦睿张雪寒复旦大学脑科学研究院医学神经生物学国家重点实验室教育部脑科学前沿中心上海200032

神经元周围网络(perineuronal nets,PNNs)是一种细胞外基质(extracellular matrix,ECM),被认为是神经系统发育,尤其是皮层发育过程中重要的神经可塑性调节因子。大脑皮层中的PNNs富集在表达小清蛋白(parvalbumin,PV)的中间神经元周围。... 详细信息

神经元周围网络(perineuronal nets,PNNs)是一种细胞外基质(extracellular matrix,ECM),被认为是神经系统发育,尤其是皮层发育过程中重要的神经可塑性调节因子。大脑皮层中的PNNs富集在表达小清蛋白(parvalbumin,PV)的中间神经元周围。越来越多的证据表明,PV阳性神经元和PNNs的异常与多种精神疾病相关,特别是属于发育缺陷疾病的精神分裂症。NMDA受体在精神分裂症的病理生理学中发挥重要作用,NMDA受体的选择性拮抗剂常用于精神分裂症实验模型动物的造模。GluN2B亚基在神经系统发育中发挥至关重要的作用,但GluN2B在精神分裂症中的作用尚缺乏研究。本研究通过腹腔注射GluN2B选择性拮抗剂ifenprodil干扰幼年小鼠(3~4周龄)的GluN2B亚基功能,待小鼠长至成年(9周龄)时,给予小鼠社会应激。用免疫荧光染色方法研究前额叶皮层(prefrontal cortex,PFC)PNNs和PV阳性神经元的变化,用听觉惊吓和前脉冲抑制测试检测PV阳性细胞活性,用免疫印迹技术检测NMDA受体GluN2A和GluN2B亚基蛋白的表达。结果显示,在幼年期GluN2B拮抗剂注射和成年应激处理的小鼠PFC中有更多的PV阳性神经元被PNNs包裹;在需要感觉门控功能支持的前脉冲抑制测试中被激活的PV阳性神经元显著减少;NMDA受体GluN2A/GluN2B亚基蛋白表达比例显著降低。小鼠的这些由幼年期GluN2B拮抗剂注射和成年应激引起的异常,与精神分裂症患者和动物模型中观察到的现象相似。以上研究结果提示幼年GluN2B功能异常,甚至短暂的功能低下,可能是成年后出现精神分裂症症状的风险因素之一。

关键词： NMDA受体 PV阳性中间神经元神经发育精神分裂症前额叶皮层啮齿类动物

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铁死亡在口腔疾病中的研究进展

国际口腔医学杂志 2024年第1期51卷 36-44页

作者：傅豫何薇黄兰重庆医科大学附属口腔医院正畸科、口腔疾病与生物医学重庆市重点实验室、重庆市高校市级口腔生物医学工程重点实验室重庆401147

铁死亡是一种可调控的,具有铁依赖性的,由脂质过氧化驱动的细胞死亡形式,是一种重要的细胞死亡形式,在多种疾病中发挥着重要作用。目前铁死亡在癌症、缺血/再灌注损伤疾病、各类神经退行性疾病等方面的研究取得了一定的成果,在口腔疾病... 详细信息

铁死亡是一种可调控的,具有铁依赖性的,由脂质过氧化驱动的细胞死亡形式,是一种重要的细胞死亡形式,在多种疾病中发挥着重要作用。目前铁死亡在癌症、缺血/再灌注损伤疾病、各类神经退行性疾病等方面的研究取得了一定的成果,在口腔疾病中的作用也越来越受关注。铁死亡是口腔癌的新兴治疗靶点。许多炎症损伤疾病与铁死亡相关,牙周炎作为一种慢性炎症性疾病,与铁死亡的发生过程可能存在一定的相关性。本文就目前铁死亡与口腔疾病的相关研究及发现进行综述,旨在为探索口腔疾病的发病机制和诊疗提供参考。

关键词：铁死亡口腔疾病口腔癌牙周炎肿瘤治疗

原花青素B2对H_(2)O_(2)诱导的星形胶质细胞氧化损伤和凋亡的保护作用及机制研究

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中国现代应用药学 2024年第6期41卷 727-735页

作者：苑舒文董艺薇刘健梁亚杰黄建军肖保国王青马存根山西中医药大学国家中医药管理局多发性硬化益气活血重点研究室神经生物学研究中心山西晋中030619 山西省卫健委神经疾病防治研究重点实验室/国药同煤总医院神经外科山西大同037003 复旦大学附属华山医院神经内科医学神经生物学国家重点实验室上海200025

目的探讨原花青素B2(proantho cyanidin B2,PC-B2)对过氧化氢(H_(2)O_(2))诱导的小鼠星形胶质细胞(astrocytes,AS)氧化损伤和凋亡的保护作用及其机制。方法利用C57BL/6新生小鼠(1~3 d)分离、培养AS,通过筛选的H_(2)O_(2)和PC-B2最佳作... 详细信息

目的探讨原花青素B2(proantho cyanidin B2,PC-B2)对过氧化氢(H_(2)O_(2))诱导的小鼠星形胶质细胞(astrocytes,AS)氧化损伤和凋亡的保护作用及其机制。方法利用C57BL/6新生小鼠(1~3 d)分离、培养AS,通过筛选的H_(2)O_(2)和PC-B2最佳作用浓度分为正常组、正常+PC-B2组(100μg·mL^(-1)PC-B2处理24 h)、H_(2)O_(2)模型组(200μmol·L^(-1)H_(2)O_(2)处理24 h)、PC-B2组(200μmol·L^(-1)H_(2)O_(2)与100μg·mL^(-1)PC-B2共同处理24 h);CCK-8法检测各组细胞存活率,LDH法进行细胞毒性检测;ABTS和DPPH法检测PC-B2的抗氧化能力;ELISA试剂盒检测各组细胞中MDA含量以及SOD、CAT和GSH-Px活力;TUNEL染色法检测各组细胞凋亡情况;RT-PCR和Western blotting分别检测AS中Bax、Bcl-2、Caspase-3、Akt/Stat3、p-Akt、p-Stat3、Nrf2/HO-1的mRNA和蛋白表达水平。结果PC-B2能够明显增强细胞活力,抑制AS凋亡。并且与H_(2)O_(2)模型组相比,PC-B2干预能够显著降低AS中LDH、MDA含量,提高SOD、CAT和GSH-Px活力,抑制Bax、Caspase-3的mRNA和蛋白表达,上调Akt/Stat3、Bcl-2、Nrf2/HO-1的m RNA和蛋白表达。结论PC-B2能够通过Akt/Stat3和Nrf2/HO-1途径增强AS抗氧化能力,减轻H_(2)O_(2)诱导的AS氧化损伤和凋亡。

关键词：原花青素B2 星形胶质细胞 H_(2)O_(2) 氧化损伤细胞凋亡 Akt/Stat3 Nrf2/HO-1

原花青素B2在双环己酮草酰二腙诱导脱髓鞘模型中调节铁代谢和减轻氧化应激促进髓鞘再生作用机制研究

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中国新药杂志 2024年第8期33卷 825-835页

作者：苑舒文陈莹刘健梁亚杰李彦青柴智肖保国马存根王青山西中医药大学国家中医药管理局多发性硬化益气活血重点研究室神经生物学研究中心晋中030619 复旦大学附属华山医院神经内科医学神经生物学国家重点实验室上海200025

目的:探究原花青素B2(proanthocyanidins B2,PC-B2)促进双环己酮草酰二腙(cuprizone,CPZ)诱导的小鼠脱髓鞘模型髓鞘再生的作用机制。方法:选用40只C57BL/6雄性小鼠,随机分为4组,给予0.2%(质量分数)的CPZ构建脱髓鞘小鼠模型;采用旷场、T... 详细信息

目的:探究原花青素B2(proanthocyanidins B2,PC-B2)促进双环己酮草酰二腙(cuprizone,CPZ)诱导的小鼠脱髓鞘模型髓鞘再生的作用机制。方法:选用40只C57BL/6雄性小鼠,随机分为4组,给予0.2%(质量分数)的CPZ构建脱髓鞘小鼠模型;采用旷场、T迷宫和高架十字迷宫观察小鼠行为学变化;通过固蓝染色(luxol fast blue,LFB)和免疫荧光染色观察胼胝体区域髓鞘、髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein,MBP)、降解髓鞘碱性蛋白(degraded myelin basic protein,dMBP)、腺瘤样息肉抗体(adenomatous polyposis coli,CC1)、铁蛋白(ferritin)、胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)、离子化钙结合适配分子1(ionized calcium binding adapter molecule 1,Iba1)的变化;采用ELISA法检测脑匀浆中过氧化氢酶(catalase,CAT)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、活性氧(reactive oxygen species,ROS)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)以及亚铁离子和总铁的表达水平;分别采用RT-PCR和Western Blot检测转铁蛋白受体1(transferrin receptor 1,TfR1)、核受体辅活化子4(nuclear receptor coactivator 4,NCOA4)、ferritin、膜铁转运蛋白l(ferroportin 1,FPN1)、谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,GPX4)、核因子E2相关因子2/血红素加氧酶-1(nuclear factor erythroid 2-related factor 2/heme oxygenase-1,Nrf2/HO-1)通路的表达情况。结果:与CPZ+NS组比较,PC-B2能够促进小鼠脑内胼胝体区域髓鞘再生,改善CPZ诱导的脑内铁代谢异常和脂质过氧化反应,增强CAT,SOD和GSH-Px活性,增加少突胶质细胞和星形胶质细胞的数量,减少小胶质细胞的数量,降低TfR1,NCOA4的表达,增加ferritin,FPN1,GPX4以及Nrf2/HO-1的表达。结论:PC-B2可能通过激活Nrf2/HO-1信号通路,改善CPZ小鼠脑内的铁代谢紊乱和氧化应激,发挥髓鞘修复作用。

关键词：原花青素B2 双环己酮草酰二腙脱髓鞘铁代谢氧化应激核因子E2相关因子2/血红素加氧酶-1通路

GGA2在囊泡转运和相关疾病中作用的研究进展

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中国病理生理杂志 2024年第3期40卷 543-550页

作者：陶逸豪拜尔娜·木太力甫祁正芳刘昶吾田园韩洋洋新疆医科大学基础医学院生物学教研室新疆乌鲁木齐830017 新疆地方病分子生物学重点实验室新疆乌鲁木齐830017 西安交通大学医学部基础医学院人体解剖与组织胚胎学系陕西西安710061

囊泡转运(vesicle transport)是大分子及颗粒性物质在细胞器间的跨膜转运方式,参与细胞多项重要的生命活动,如激素分泌、神经递质的释放及信息传递、天然免疫等,反式高尔基体网络(trans-Golgi network,TGN)-内体(endosome)运输作为其中... 详细信息

囊泡转运(vesicle transport)是大分子及颗粒性物质在细胞器间的跨膜转运方式,参与细胞多项重要的生命活动,如激素分泌、神经递质的释放及信息传递、天然免疫等,反式高尔基体网络(trans-Golgi network,TGN)-内体(endosome)运输作为其中一条途径,参与跨膜蛋白回收和重复利用[1]。TGN-内体运输缺陷引起的蛋白平衡紊乱和细胞功能紊乱,与恶性肿瘤、神经退行性疾病及糖尿病等多种疾病联系密切[2],如胶质瘤细胞中转接蛋白(adaptor pro-tein,AP)复合物1σ3的减少可抑制肿瘤增殖、侵袭和迁移[3];高尔基体相关、含γ-衔接蛋白耳(gamma-adaptin ear,GAE)的ADP核糖基化因子(ADP-ribo-sylation factor,ARF)结合蛋白3(Golgi-associated GAE-containing ARF-binding protein 3,GGA3)功能丧失引起β-分泌酶1(β-secretase 1)轴突积聚导致阿尔茨海默病早期病变[4]。

关键词： GGA2蛋白囊泡转运癌症阿尔茨海默病糖尿病

组蛋白变体H2A.Z的转录调控功能与动态作用机制

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遗传 2024年第4期46卷 279-289页

作者：孙朝冉吴旭东天津医科大学基础医学院天津市医学表观遗传学重点实验室天津300070

H2A.Z是组蛋白H2A常见的组蛋白变体。近年来,人们通过多学科手段探究了H2A.Z对于基因转录的激活或抑制作用。本文在概述组蛋白变体和H2A.Z发展史的基础上,重点阐述了H2A.Z不同亚型、不同翻译后修饰和基因组分布在转录调控过程中的作用,... 详细信息

H2A.Z是组蛋白H2A常见的组蛋白变体。近年来,人们通过多学科手段探究了H2A.Z对于基因转录的激活或抑制作用。本文在概述组蛋白变体和H2A.Z发展史的基础上,重点阐述了H2A.Z不同亚型、不同翻译后修饰和基因组分布在转录调控过程中的作用,明确了其生物学意义和在肿瘤发生发展、神经系统分化发育过程中的病理生理学意义,并总结了H2A.Z在染色质沉积或者移除的动态调控机制方面的研究进展,以期为深入了解组蛋白变体的多样性,并为寻找相关疾病诊疗的新靶点提供参考。

关键词：表观遗传调控核小体基因转录组蛋白变体 H2A.Z

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单细胞转录组测序技术在帕金森病中的应用

中国组织工程研究 2025年第1期29卷 193-201页

作者：刘子瑜耿丹丹张润姣刘清李一博王宏方谢文梦王文钰郝佳欣王磊河北医科大学人体解剖与组织胚胎学教研室河北省石家庄市050017 河北医科大学神经与血管生物学教育部重点实验室河北省石家庄市050017

背景:帕金森病以中脑特别是黑质致密部为主要病理改变,导致患者运动和非运动功能受损。目前研究受制于细胞异质性,其发病机制仍需要更深入的阐明。近些年,单细胞转录组测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)逐渐应用于神经退行性... 详细信息

背景:帕金森病以中脑特别是黑质致密部为主要病理改变,导致患者运动和非运动功能受损。目前研究受制于细胞异质性,其发病机制仍需要更深入的阐明。近些年,单细胞转录组测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)逐渐应用于神经退行性疾病中,对于理解细胞间异质性、疾病发展机制和治疗策略有重要意义。目的:综述近些年scRNA-seq技术应用于帕金森病的研究进展,为scRNA-seq在帕金森病诊断和治疗中应用提供理论基础。方法:由第一作者应用计算机系统检索中国知网、万方医学网数据库、PubMed、Web of Science数据库的相关文献,中文检索词为“单细胞RNA测序,帕金森病,细胞异质性,细胞亚型,多巴胺能神经元,胶质细胞”;英文检索词为“single-cell RNA-seq,Parkinson Disease,heterogeneity,subtypes,dopaminergic neurons,glial cells”,最终纳入71篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)scRNA-seq是一种在单细胞水平上利用RNA测序对特定细胞群体进行基因表达谱定量的高通量实验技术,从分子水平揭示细胞奥秘。与传统的测序技术相比,scRNA-seq技术通过对细胞转录组进行自动聚类分析,从而揭示各种生理和病理情况下复杂组织中细胞类型多样性和特异性基因表达的变化。(2)通过scRNA-seq阐明多巴胺能神经元发育过程以及各种细胞亚型的独特功能特性,从而更好地了解具有潜在治疗作用的分子靶点。(3)利用scRNA-seq分析,提高了研究者对帕金森病胶质细胞反应的了解,从而全面表征了不同的细胞类型群体,并鉴定出与神经变性相关的胶质细胞亚群,绘制了有价值的单细胞图谱,作为未来研究的参考数据。(4)应用scRNA-seq检测胚胎小鼠以及干细胞,将有助于改善细胞治疗的体外分化方案和质量控制,以及评估干细胞衍生的中脑多巴胺能神经元的整体细胞质量和发育阶段。

关键词：单细胞转录组测序帕金森病神经退行性疾病细胞异质性综述