Front Aging Neurosci:miRNA參與AD調控新機制


Front Aging Neurosci:miRNA參與AD調控新機制

AD的兩個主要病理特徵是澱粉樣蛋白(Aβ)斑塊和高磷酸化tau蛋白誘導的神經原纖維纏結。近年來,越來越多的研究表明,包括miRNA在內的表觀遺傳因素通過調控基因表達、Aβ產生和tau磷酸化而參與AD發病過程。先前的研究發現,在小鼠中miR-369可通過靶向N鈣粘著蛋白的表達來促進大腦發育,且miR-369在神經元分化和遷移中也起一定作用為了證明miR-369在AD發病機理中的作用。本研究應用miR-369基因敲除的3xTg-AD小鼠,研究了miR-369的缺失對其認知功能和tau病理的影響,以及miR-369對Fyn和絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶2(SRPK2)的調控作用。

miR-369敲除加劇了AD小鼠的認知障礙

miR-369KO/AD小鼠在Morris水迷宮(MWM)測試中的逃避潛伏期顯著增加,穿過目標平臺的數目顯著減少;在Barnes迷宮中,尋找目標的錯誤次數更多,耗費時間也更長,表明其學習能力顯著受損。

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圖1 miR-369KO/AD小鼠的行為學表現

miR-369敲除促進AD小鼠的Tau蛋白過度磷酸化和Fyn和SRPK2的上調

miR-369KO/AD小鼠的大腦皮質、海馬、小腦和紋狀體中的成熟(功能性)miR-369表達完全喪失。儘管MAPT基因(編碼tau蛋白)和總tau蛋白表達均未改變,但其大腦皮層組織Ser214和Tyr18位點tau蛋白的磷酸化水平增加。此外,miR-369KO/AD小鼠腦中Fyn和SRPK2的水平均顯著增加。

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圖2 miR-369KO/AD小鼠p-tau、Fyn和SRPK2表達

miR-369的恢復逆轉了miR-369KO/AD小鼠腦中Tau的過度磷酸化以及Fyn和SRPK2的上調

通過向miR-369KO/AD小鼠腦室內注射miR-369質粒,3個月後收集小鼠大腦皮層組織,實時定量PCR結果顯示其miR-369的表達明顯上調。注射miR-369後,大腦皮層Fyn和SRPK2蛋白的表達水平以及tau蛋白Ser214和Tyr18位點的磷酸化水平降低,總tau蛋白表達未見明顯變化。

miR-369靶向Fyn和SRPK2

基於TargetScan網站發現Fyn和SRPK2均可以作為miR-369的靶基因。因此,作者通過轉染報告基因構建體在293T細胞中進行了熒光素酶分析。結果表明,miR-369能夠靶向結合Fyn和SRPK2並抑制其表達水平。

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圖3 螢光素酶測定miR-369的靶基因

總結

Tau蛋白的過度磷酸化是AD的重要發生機制之一,其限制了軸突的正常傳遞、促使神經原纖維纏結形成,並誘導了神經元細胞的死亡。Fyn是Src家族的非受體酪氨酸激酶,而SRPK2是一種細胞週期調節激酶,二者均已被證明與AD發病過程中tau蛋白的過度磷酸化有關。本研究證實了miR-369的缺失會引起 Fyn和SRPK2活性上調,從而促進tau磷酸化;而提高miR-369水平可能是AD治療研究的一種潛在選擇。

參考文獻:

YAO X, XIAN X, FANG M, et al. Loss of miR-369 Promotes Tau Phosphorylation by Targeting the Fyn and Serine/Threonine-Protein Kinase 2 Signaling Pathways in Alzheimer’s Disease Mice [J].


編譯作者:樂行僧 (Brainnews創作團隊)

校審:Victoria, Simon (Brainnews編輯部)


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