特殊MicroRNA分子的缺失或在神经变性疾病中扮演重要角色

2015-12-21 绿谷生物 Science
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最近,来自索尔克研究所的科学家通过研究在国际杂志Science上发表文章称,人类机体的特殊DNA可以产生一种分子,该分子对于控制机体的肌肉有着重要的影响作用;研究者发现,不能够产生microRNAs的动物或许会引发破坏性的神经变性疾病症状,比如肌萎缩性侧索硬化等疾病,本文研究阐明了microRNAs在神经系统中的关键角色,并为开发治疗神经变性疾病的新型疗法提供了新的思路。

研究者Samuel Pfaff说道,该研究或可帮助开发理解神经变性疾病发病机制的新思路,MicroRNA是近年来科学界研究的热点,2003年当全人类基因组被绘制时,编码特殊蛋白的基因都已经成为基础研究和人类疾病研究的重点了。这种名为MicroRNA的小型非编码RNAs早在1993年就被科学家们在研究蛔虫时发现了,然而当时研究者并不清楚MicroRNA分子和人类之间的关联。

一旦MicroRNA产生,其就会吸附到已经存在的信使RNA分子上,并且阻断信使RNA分子产生蛋白质,这种效应就类似于轻微地调小细胞中发生的响动,而不是开启另外一种通路。研究者Pfaff指出,MicroRNA分子并不是细胞中醒目的开关分子,相反其可以适当调节基因的活性。这项研究中研究人员利用一种CRISPR-Cas9技术对小鼠的基因组进行操作,精确地剪断了产生miR-218的DNA片段,该模型系统用于研究机体的运动神经元,随后研究者进行了多种生物测试表明,这种小型的RNA可以直接控制超过300多个基因的表达。

此前研究者发现MicroRNA分子主要和神经细胞发育的缺失直接相关,目前研究人员并没有阐明运动神经元疾病和MicroRNA之间的关联,而如果未来研究中他们能够证实功能失调的MicroRNA在多种疾病中扮演着重要角色,那么或许对于开发治疗疾病的新疗法或提出新的线索。

最后研究者Pfaff说道,本文研究阐明了MicroRNA在中枢神经系统中的重要作用,为后期研究MicroRNA分子同神经变性疾病更深层次的关系提供了一定的研究基础和线索。

Loss of motoneuron-specific microRNA-218 causes systemic neuromuscular failure

Neal D. Amin1,2,3, Ge Bai1,*, Jason R. Klug4, Dario Bonanomi1, Matthew T. Pankratz1, Wesley D. Gifford1,2,5, Christopher A. Hinckley1, Matthew J. Sternfeld1,6, Shawn P. Driscoll1, Bertha Dominguez7, Kuo-Fen Lee7, Xin Jin4, Samuel L. Pfaff1,†

 

Dysfunction of microRNA (miRNA) metabolism is thought to underlie diseases affecting motoneurons. One miRNA, miR-218, is abundantly and selectively expressed by developing and mature motoneurons. Here we show that mutant mice lacking miR-218 die neonatally and exhibit neuromuscular junction defects, motoneuron hyperexcitability, and progressive motoneuron cell loss, all of which are hallmarks of motoneuron diseases such as amyotrophic lateral sclerosis and spinal muscular atrophy. Gene profiling reveals that miR-218 modestly represses a cohort of hundreds of genes that are neuronally enriched but are not specific to a single neuron subpopulation. Thus, the set of messenger RNAs targeted by miR-218, designated TARGET218, defines a neuronal gene network that is selectively tuned down in motoneurons to prevent neuromuscular failure and neurodegeneration.