干细胞核膜内两个蛋白质的相互作用研究

Salk研究所的科学家发现两个关键蛋白之间的相互作用有助于调节和维持神经元生产。文章发表在9月15日（北京时间）的《Cell Stem Cell》，结论有助于理解为什么前体细胞和神经元细胞失衡会导致精神疾病或大脑衰老疾病。

　　

1998年，Salk研究所遗传实验室教授Rusty Gage课题组证实成年人大脑也会产生新神经元，这颠覆了传承了几十年的教材理论，“人类生来就具有了所有神经元”。

Tomohisa Toda（左）Rusty Gage（右）

从那时起，Gage一直在探索神经是如何发生以及与神经发生有关的疾病（如2015年，他们实验室报道的躁郁症的细胞学基础）。

今天报道的这项新研究有关神经前体细胞在分裂和制造神经元或星形胶质细胞时，如何保持自身的细胞特性。

Gage课题组已得知，三种细胞细胞核的外部形态非常不同，内部基因的激活也各不相同。

另一位Salk教授Martin Hetzer曾发现，许多癌细胞的核膜蛋白影响基因表达。于是，Gage主动联系Hetzer，探讨类似的情况是否也会发生在脑细胞中。

“我们认为细胞膜是一种动态结构，对发育基因调控起关键作用，”Salk的首席科学官、Jesse和Caryl Philips基金会主席Hetzer说。“所以我们对Gage的工作非常感兴趣，神经细胞与我们之前研究的一些癌细胞是完全不同细胞类型。”

Gage的研究小组立即在小鼠和大鼠前体细胞、未成熟神经元和星形胶质细胞中筛查哪些基因能被转录成蛋白质。在前体细胞中，他们找到了高水平表达的Nup153蛋白，该蛋白是核膜内一个多蛋白复合体（核孔复合体）的门控孔，控制着物质的进出。

Nup153蛋白在未成熟的神经元中表达水平中等，在星形胶质细胞中表达水平最低。三种细胞的核孔数目大致相等，为什么Nup153蛋白呈现明显表达差异呢？

研究组认为，Nup153水平可能影响细胞类型，它的高水平表达可能是细胞维持前体状态所必需的条件。

干扰细胞Nup153功能可以触发前体细胞分化，由此，研究人员证实了他们的猜测。

另外，比较意外的发现是，Sox2表达量大的细胞，Nup153水平也跟着提高。Sox2是飘荡在细胞核内用于打开或关闭基因的一种转录因子。用荧光分别标记Nup153和Sox2，研究人员在不同细胞中观察到，Nup153与Sox2有相互作用。

“随后我们证实，移动的基因开关‘转录因子’和核孔复合体之间确实存在相互作用，而且所形成的结构还非常稳定，这引发了进一步的联想，细胞身份识别和被调控的基因表达之间存在联系，”文章一作Tomohisa Toda说。

接下来，研究小组将探索核孔复合体与其他神经元功能相关转录因子的相互作用，也许他们能找到某些神经疾病的关键调控靶点。

原文标题：Nup153 Interacts with Sox2 to Enable Bimodal Gene Regulation and Maintenance of Neural Progenitor Cells

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