髓磷脂修复酶使衰老的大脑恢复活力!

【字体: 时间:2021年06月10日 来源:

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  科学家发现了一种名为“十-十一转位1”(TET1)的酶,它是特定胶质细胞中DNA修饰和髓磷脂形成的必要成分。这一发现可能为神经退行性疾病患者衰老大脑的分子再生和功能恢复提供新的途径。

  

髓鞘的逐渐衰退与老年人的认知和运动障碍有关。髓鞘是一种胶质细胞的柔韧外壳,包裹着长长的神经投射物,提供代谢支持和促进电传递。多发性硬化症、阿尔茨海默氏症和其他神经退行性疾病患者的髓磷脂形成也受到损害。

发表在《自然通讯》杂志上的一项新研究?鉴定出一种名为“十-十一-易位1”(TET1)的酶,它是一种必要的分子,可以修饰成人大脑中特定胶质细胞的DNA,使其在受伤时形成新的髓鞘。

这一发现对于健康个体衰老大脑的分子再生,以及老年人和神经退行性疾病患者认知和运动功能的恢复具有重要意义。

纽约城市大学(CUNY)研究生中心高级科学研究中心(ASRC)神经科学研究团队的科学家在《tet1介导的DNA羟甲基化调节小鼠成年再髓再生》(TET1-mediated DNA hydroxymethylation regulates adult remyelination in mice)一文中报道的证据。研究表明,TET1催化的DNA修饰在年轻小鼠中作用良好,但在年老小鼠中作用减弱,这就是羟甲基化。它用一个羟甲基取代了胞嘧啶碱基第五位置的氢原子,是一个关键的表观遗传调节剂。

“我们设计实验来识别可能影响大脑恢复活力的分子,”Sarah Moyon博士说,她是纽约城市大学ASRC神经科学计划的研究助理教授,也是这项研究的主要作者。“我们发现,年老小鼠的TET1水平逐渐下降,这样,DNA就不能再被适当修改以保证功能性髓磷脂的形成。”

Sarah Moyon博士是纽约城市大学ASRC神经科学研究中心的助理教授,她是这项研究的主要作者。

Patrizia Casaccia博士是纽约市立大学ASRC神经科学项目的创始主任,也是纽约市立大学研究生中心的生物学和生物化学教授,也是这项研究的主要研究者,他说:“我们采用了几种方法,从全基因组转录组学和表观基因组分析,到脱鞘模型和小鼠遗传学,了解TET1如何改变少突胶质系细胞的基因表达。我们使用了一种新开发的方法——减少表征羟甲基化描绘——使我们能够精确地绘制最近发现的DNA修饰羟甲基化。”

Patrizia Casaccia博士是纽约城市大学ASRC研究生中心的生物学和生物化学教授,他是这项研究的高级研究员

作者指出,TET1催化的DNA羟基化作用针对基因,这些基因调控神经元和胶质细胞之间的健康对话,促进正常功能。通过小鼠胶质系中选择性的构成和诱导缺失TET1,研究人员再现了脱髓鞘病变修复过程中与年龄相关的衰退,有效地证明了没有胶质TET1的年轻成年小鼠不能产生功能性髓磷脂,并表现得像老年小鼠。

“这种新发现的与年龄相关的TET1下降可能解释了老年人无法形成新的髓磷脂的原因,”Casaccia说。“我相信,研究正常条件下神经胶质细胞衰老的影响,以及神经退行性疾病患者的影响,最终将帮助我们设计出更好的治疗策略,以减缓多发性硬化症和阿尔茨海默氏症等毁灭性疾病的进展。”

作者目前正在研究增加老年小鼠的TET1水平是否能使少突胶质细胞恢复活力,挽救髓鞘的形成,并恢复神经胶质的通信。

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