MeCP2 与超延伸复合体相互作用，以调控转录过程

《SCIENCE ADVANCES》：MeCP2 interacts with the super elongation complex to regulate transcription

MECP2通过SEC复合物调控突触可塑性相关基因表达，促进RNA Pol II转录延伸，并影响学习记忆行为。果蝇遗传筛选发现SEC亚基与MECP2相互作用，特别是在TRD域介导下与AFF4结合，进而调控小鼠大脑中突触功能相关基因的RNA Pol II结合。Aff4半合子缺失加剧MECP2缺陷小鼠的语境记忆缺陷，提示SEC在神经功能中的关键作用。

　　
MECP2蛋白通过调控SEC复合物影响神经发育与认知功能的研究解读

Rett综合征（RTT）作为一种X连锁显性遗传性神经发育障碍，其核心病理机制是MECP2蛋白功能的缺失。尽管已有研究揭示MECP2通过甲基化DNA结合调控基因表达，但其分子作用网络仍存在重大知识缺口。本研究通过果蝇遗传筛选系统与哺乳动物基因互作分析，首次发现MECP2与延伸复合物SEC存在物理相互作用，并揭示其在神经可塑性调控中的新机制。

研究团队采用果蝇遗传修饰系统，成功构建MECP2过表达模型，并筛选出32个与MECP2存在遗传互作的基因。值得注意的是，SEC复合物（由AFF4、AF9、ELL2等亚基组成）作为延伸因子，其成员在果蝇模型中展现出显著互作效应。通过构建HEK293T细胞共转染体系，证实MECP2的转录抑制域（TRD）能够直接结合AFF4核心亚基，且该相互作用需要TRD完整结构。进一步在野生型和MECP2缺失小鼠大脑中开展染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq），发现MECP2缺失导致：
1. AFF4在2104个基因的启动子区域结合减少
2. SEC复合物介导的RNA聚合酶II延伸受阻，表现为总RNA Pol II和磷酸化Ser2位点的RNA Pol II在基因体内的结合量显著下降
3. 神经可塑性相关基因（如Homer1、Sik1、Jun等）的表达水平降低达40-60%

行为学实验显示，单纯MECP2基因敲除的小鼠在开放场实验中表现出过度活跃，而在条件恐惧记忆测试中存在显著学习缺陷。但当同时敲除AFF4基因时，上述行为缺陷被进一步放大，提示MECP2与SEC存在协同调控机制。值得注意的是，SEC复合物的延伸功能不仅影响转录效率，还与神经元突触可塑性存在直接关联。

研究创新性地揭示了MECP2的转录调控双面性：一方面通过TRD直接招募SEC复合物，促进延伸因子在特定基因（如Homer1、Jun）的组装，维持高表达神经相关基因的转录；另一方面通过全局性调控RNA Pol II结合，维持正常神经元基因组80%以上基因的转录活性。这种双重调控机制解释了MECP2缺失小鼠普遍存在的神经发育异常与进行性神经退行性变之间的矛盾现象。

在机制解析方面，研究团队通过多组学整合分析发现，受MECP2-SEC调控的基因主要属于GTP酶调节、离子通道形成、突触囊泡循环等生物学过程。特别值得注意的是，这些基因在突触后致密体（ postsynaptic density）和突触前膜（ presynaptic terminal）的定位与表达存在显著正相关。通过构建条件性敲除模型（Camk2a-Cre诱导的神经元特异性敲除），发现MECP2缺失导致的突触蛋白表达下调在兴奋性神经元中尤为显著。

该研究为Rett综合征的分子机制提供了突破性证据：MECP2通过TRD直接结合AFF4核心亚基，形成延伸促进复合物。这种相互作用不仅需要MECP2的转录抑制域完整，还依赖神经元活动诱导的SEC动态组装。当同时缺失MECP2和AFF4时，小鼠在Morris水迷宫测试中表现出空间记忆严重受损，而单纯缺失AFF4的小鼠在行为学测试中未发现显著异常，这证实了MECP2与SEC的必要性互作关系。

在技术方法上，研究团队创新性地结合了果蝇遗传筛选系统与哺乳动物多组学分析。果蝇系统的高效性筛选出SEC亚基成员，而哺乳动物ChIP-seq和RNA-seq的深度分析则揭示了其在啮齿类神经系统中的精确作用靶点。特别设计的反向免疫沉淀实验（RIP）证实了AFF4与MECP2在神经组织中的共定位，且这种共定位在应激状态下（如KA注射）会显著增强。

该研究对临床实践具有重要指导意义。首先，发现AFF4半合子缺失会加剧MECP2杂合突变小鼠的行为缺陷，提示SEC复合物在神经退行性疾病中的潜在治疗靶点。其次，通过构建 Aff4 flox/camk2a-cre双重敲除小鼠模型，成功模拟Rett综合征患者出现进行性认知衰退的病理特征，为开发基因疗法提供了关键模型。最后，研究揭示的MECP2-SEC互作网络不仅解释了Rett综合征的神经发育异常，还可能为自闭症谱系障碍和阿尔茨海默病等神经退行性疾病提供新的治疗思路。

未来研究方向可聚焦于：1）解析MECP2-SEC互作界面三维结构；2）建立条件性敲除模型验证其在不同脑区的作用特异性；3）开发SEC复合物抑制剂，评估其对Rett综合征小鼠模型的疗效。该研究为理解表观遗传调控网络如何维持神经元功能提供了重要框架，其揭示的MECP2延伸调控机制可能适用于多种神经精神疾病的治疗开发。