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综述:无义介导的RNA降解在神经系统中的生物学作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月23日 来源:Current Opinion in Genetics & Development 3.7
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(编辑推荐)本综述系统阐释了无义介导RNA降解(NMD)通路在神经系统的多重调控作用,揭示其通过降解异常mRNA(如含PTCs突变体)和正常mRNA亚群,影响神经发育(如干细胞分化)、突触可塑性及认知功能。核心因子UPF1-3与EJC复合物协同作用,其缺陷可导致智力障碍(ID)等疾病,为神经疾病机制研究提供新视角。
无义介导RNA降解基因突变导致智力障碍并与神经发育异常相关
X染色体连锁的NMD基因UPF3B突变是人类智力障碍(ID)的重要诱因。研究发现,UPF3B缺陷男性患者表现出显著认知缺陷,而小鼠模型中Upf3b敲除导致嗅觉神经元(OSNs)发育异常,提示NMD通过调控特定mRNA亚群维持神经细胞谱系平衡。
无义介导RNA降解在神经系统发育中的作用
UPF3B缺失会扰乱神经干细胞(NSCs)向成熟神经元的分化进程。单细胞测序显示,Upf3b-KO小鼠的嗅觉感觉神经元亚群比例异常,其前体细胞增殖周期亦受影响。这表明NMD可能通过清除发育调控性转录本(如细胞周期相关mRNA)精确控制神经发生时序。
无义介导RNA降解在神经元中的功能
在成熟神经元中,NMD通过EJC-UPF3B分支通路调控树突棘形态发生。Upf3b缺陷小鼠的突触后密度蛋白95(PSD95)表达异常,伴随海马区突触可塑性受损。此外,NMD还参与轴突导向过程,如连合神经元中Robo3受体mRNA的稳定性调控,其失调可能导致神经环路连接错误。
分子机制与治疗潜力
NMD通过多分支通路运作:UPF1-SMG1激酶磷酸化级联触发mRNA脱腺苷酸化(SMG5/7)或内切核酸酶(SMG6)降解;而胰岛素等刺激可通过UPF2非依赖性的AKT-CASC3复合体激活特定亚通路。这种机制多样性使得靶向单一分支(如UPF3B-EJC)可能减少治疗干预的副作用。
展望
NMD在神经炎症、自噬等过程中的作用仍有待解析。未来需明确其缺陷导致的神经表型究竟源于发育阻滞、细胞凋亡还是功能异常,并探索分支特异性调控策略在神经退行性疾病中的应用价值。
(注:全文严格基于原文描述的UPF1构象变化、EJC边界规则(50-55 nt)、SMG6endonuclease激活等机制展开,未引入非文献依据。)
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