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周嚴、吳旻教授揭示SETD2在大腦皮層發育中的作用
為深入理解類Sotos綜合徵和自閉症發病機理提供新思路
發佈時間:2021-01-06 11:26  作者:  來源:  閲讀:

新聞網訊(通訊員趙珺)近日,武漢大學醫學研究院/免疫與代謝前沿科學中心周嚴課題組和吳旻課題組合作在Science Advances上發表了題為Abnormal neocortex arealization and Sotos-like syndrome-associated behavior in Setd2 mutant mice的研究論文。

論文第一作者為武漢大學生命科學學院博士研究生徐立超,武漢大學醫學研究院/免疫與代謝前沿科學中心周嚴教授、武漢大學生命科學學院/免疫與代謝前沿科學中心吳旻教授為共同通訊作者,中科院物數所徐富強教授、天津醫科大學吳旭東教授等對該工作有重要貢獻。該研究受到科技部重點研發計劃、國家自然科學基金、教育部免疫與代謝前沿科學中心、醫學分子生物學國家重點實驗室的資助。

哺乳動物大腦新皮層主要由6層投射神經元構成,是自然界最為複雜的結構,其在切向維度上具有四個重要功能區域:初級運動皮層、初級軀體感覺皮層、初級視覺皮層和初級聽覺皮層,行使認知、自主運動和感覺功能。功能區域的形成和特化過程被稱為圖式形成,圖式形成缺陷與神經系統發育疾病密切相關。自閉症譜系障礙(autismspectrumdisorder,ASD)是一種神經發育疾病,核心特徵為社交和語言障礙、刻板或重複行為。神經解剖學和影像學相關研究發現相當比例ASD患兒的大腦額葉皮層區域面積增大。類Sotos綜合徵是一種過度生長疾病,臨牀上表現為智力障礙、語言遲緩、巨頭症、先天性面部畸形以及自閉症。SETD2基因編碼催化組蛋白3第36位賴氨酸3甲基化(H3K36me3)的甲基轉移酶,其在部分ASD患者和類Sotos綜合徵患者中發生功能失活突變。然而,對SETD2在大腦皮層發育、社會行為以及類Sotos綜合徵發病中的作用與相關機制仍不清楚。

在這項研究中,作者發現在小鼠大腦皮層特異敲除Setd2導致大腦皮層圖式形成和皮層-丘腦投射建立缺陷。SETD2功能缺失小鼠具有社交障礙、空間記憶和運動學習能力下降等異常行為,模擬了類Sotos綜合徵和自閉症患者的部分臨牀表型。分子機制上SETD2以依賴H3K36me3甲基轉移酶的方式維持成簇原鈣粘蛋白基因(clustered Protocadherins,cPcdh)的表達。首次系統揭示了SETD2及其介導的H3K36me3修飾在大腦皮層發育,特別是圖式形成中的作用,發現表觀遺傳修飾在大腦皮層圖式形成中具有重要功能,更為深入理解類Sotos綜合徵和自閉症的發病機理提供了新的思路和動物模型支撐。

論文鏈接://advances.sciencemag.org/content/7/1/eaba1180

(編輯:付曉歌)

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