Nature子刊：控制神经元分化的关键分子

　　

生物通报道：英国爱丁堡大学的科学家们解析了一个控制大脑细胞分化的关键过程，这一机制可以帮助人们更好的治疗脑癌和其他相关的大脑疾病。

研究人员针对一个被称为miR-9的microRNA分子进行了研究，这一关键分子可以控制神经和大脑细胞于何时何地生成，并由此保证大脑的正确发育和正常功能。这一细胞分化过程的失控，是许多大脑疾病中的一个基本特征，尤其是脑癌。

microRNA能通过调节基因表达对细胞施加影响，在物种进化中相当保守。它们可以与靶基因的mRNA配对，引导其降解或阻碍其翻译，从而影响特定蛋白的合成量。（推荐阅读：Biotechniques盘点癌症中的microRNA）

在此之前，人们只知道控制大脑细胞（神经元和胶质细胞）发育的miR-9，受到了转录水平上的调控，但并不清楚这种调控的具体机制。这项研究向人们展示，蛋白Lin28a负责调控miR-9的生产，进而对涉及大脑细胞发育和功能的基因施加影响。文章于四月十一日发表在Nature Communications杂志上。

为了解析Lin28a对miR-9合成的控制机制，研究人员在p19胚胎癌细胞系中研究了神经元的分化，这种细胞系被认为是研究神经发育的理想细胞模型。

研究人员发现，与未分化细胞相比，已分化细胞中的miR-9得到了更有效的加工。研究显示，在未分化细胞中Lin28a通过诱导miR-9前体降解，抑制miR-9的形成。这种蛋白的表达会减弱P19细胞的分化能力，而且这一现象与miR-9水平降低相一致。

研究还指出，Lin28a在成熟大脑细胞中不再合成，允许miR-9在细胞中累积并行使其正常功能。不过，Lin28a的合成会在癌细胞中重新出现。

研究团队通过一系列实验证明，Lin28a蛋白通过miR-9指挥着大脑细胞的分化。他们认为，进一步研究可以为人们揭示Lin28a和miR-9在大脑发育中的全部作用，为相关药物的开发奠定基础。

领导这项研究的Dr Gracjan Michlewski指出，“这些发现有助于人们更好的理解，大脑发育基础过程背后的复杂机制，为人们提供更多与疾病相关的信息，帮助医生们采取更好的预防和治疗措施。”

 

生物通推荐原文摘要：

Lin28a regulates neuronal differentiation and controls miR-9 production

microRNAs shape the identity and function of cells by regulating gene expression. It is known that brain-specific miR-9 is controlled transcriptionally; however, it is unknown whether post-transcriptional processes contribute to establishing its levels. Here we show that miR-9 is regulated transcriptionally and post-transcriptionally during neuronal differentiation of the embryonic carcinoma cell line P19. We demonstrate that miR-9 is more efficiently processed in differentiated than in undifferentiated cells. We reveal that Lin28a affects miR-9 by inducing the degradation of its precursor through a uridylation-independent mechanism. Furthermore, we show that constitutively expressed untagged but not GFP-tagged Lin28a decreases differentiation capacity of P19 cells, which coincides with reduced miR-9 levels. Finally, using an inducible system we demonstrate that Lin28a can also reduce miR-9 levels in differentiated P19 cells. Together, our results shed light on the role of Lin28a in neuronal differentiation and increase our understanding of the mechanisms regulating the level of brain-specific microRNAs.