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KAT6A综合征的分子机制与潜在治疗靶点研究

放大字体  缩小字体发布日期:2024-06-03 09:42  浏览次数:19
摘 要:通过基因表达的动态调控,中枢神经系统的发育以及学习所触发的神经回路重塑受到了严密的监控。组蛋白乙酰化作为调控染色质组织和
 通过基因表达的动态调控,中枢神经系统的发育以及学习所触发的神经回路重塑受到了严密的监控。组蛋白乙酰化作为调控染色质组织和基因表达的核心机制,尽管组蛋白去乙酰转移酶已得到广泛研究,但组蛋白乙酰转移酶(HATs)在大脑中的功能仍显得相对神秘。MYST蛋白家族,包含五个成员,是人类最大的HATs家族,其基因突变与以智力残疾(ID)为特点的神经发育疾病紧密相连。
 
KAT6A,作为MYST家族的一员,最初在急性髓系白血病中被发现为重组的致癌基因。其结构独特,拥有与乙酰化组蛋白尾部结合的双植物同源结构域指、HAT结构域和一个长非结构化的C端区域。KAT6A在肿瘤生长、体段模式形成以及造血干细胞维持中扮演着重要角色。此外,KAT6A的特定突变还会引发一种罕见的遗传性疾病——KAT6A综合征,目前全球已有约400例报道。
 
KAT6A综合征的临床特征包括智力残疾、言语和语言障碍、整体发育迟缓,以及如小头畸形、新生儿肌张力低下和自闭症谱系障碍等较为少见的表型。大多数KAT6A综合征的致病变异是基因中的蛋白质截断突变,尤其是最后两个外显子的突变,往往与更严重的智力残疾和其他表型相关。然而,KAT6A在神经系统中的功能缺失如何导致脑部疾病,其潜在机制仍是一个待解的谜团。
 
最近,约翰霍普金斯大学医学院生理学系的研究人员在Sci Adv杂志上发表了一项研究,题为“KAT6A deficiency impairs cognIT(http://www.maoyihang.com/sell/l_25/)ive functions through suppressing RSPO2/Wnt signaling in hippocampal CA3”。这项研究揭示了KAT6A如何通过调控一个涉及RSPO2和Wnt的信号级联来影响海马CA3锥体神经元的突触结构和可塑性,进而影响学习和记忆。这一发现为理解KAT6A综合征的发病机制提供了新的视角。
 
智力残疾影响约2%的人口,其相关基因多涉及表观遗传因子,特别是编码KAT5至KAT8组蛋白赖氨酸乙酰转移酶家族的基因。其中,KAT6A的突变导致的KAT6A综合征尤为引人关注。然而,其背后的分子机制一直是个谜。
 
该研究发现,KAT6A的缺失损害了小鼠海马CA3区的突触结构和可塑性,但对CA1区没有显著影响,进而影响了小鼠的记忆能力。更重要的是,研究人员发现了KAT6A的关键转录靶点Rspo2,一个编码Wnt激活因子R-应答蛋白2的基因,在CA3区尤为丰富。在兴奋性神经元中,Rspo2的缺失同样损害了记忆形成,而恢复CA3神经元中Rspo2的表达则能修复Kat6a突变小鼠在Wnt信号传导和学习相关行为上的缺陷。这些发现表明,KAT6A-RSPO2-Wnt信号在调节海马CA3突触可塑性和认知功能中扮演着关键角色,为KAT6A综合征及相关神经发育疾病的治疗提供了新的潜在靶点。
 
与功能缺陷相对应的是,KAT6A的缺乏也降低了CA3锥体神经元辐射层的树突棘密度,这些神经元是CA3区域中主要的复发侧支连接点。所有这些缺陷都依赖于KAT6A介导的Rspo2在CA3区的下调,这进一步强调了Wnt信号在CA3锥体神经元发育和功能中的重要性。这一研究不仅将CA3功能障碍和Wnt信号缺陷与KAT6A综合征的认知缺陷联系起来,还可能对其他智力残疾相关疾病的治疗产生深远影响。
 
 
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