中科院动物所焦建伟周琪等Cell Reports发表神经生物学成果

2016-11-28 15:53 来源: 生物通
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  近期,中科院动物研究所的焦建伟研究员课题组,与周琪研究员、胡宝洋研究员以及赵同标研究员合作,在国际学术期刊《Cell Reports》发表题为“Tet3-Mediated DNA Demethylation Contributes to the Direct Conversion of Fibroblast to Functional Neuron”的学术成果。这项研究得出结论:由Tet3介导的DNA甲基化,可能引导小鼠胚胎成纤维细胞到神经元的直接转换。

  焦建伟研究员2002年博士毕业于北京大学,曾经在美国哈佛医学院从事博士后研究,2009年至2011年在中科院神经所任研究员。2011年8月加入中科院动物所任研究员,实验室主要研究方向包括神经干细胞分化的机制研究,micoRNA或表观遗传分子在神经发育中的作用,以及神经干细胞的重编程研究。研究成果发表于PNAS, J Neurosci, Stem Cells,EMBO J,EMBO R等杂志共计20余篇。

  在今年6月份,焦建伟研究员带领的研究小组,先后在国际学术期刊《Development》和《Journal of Biological Chemistry》发表两项重要学术成果。发表在《Development》的研究表明,抑制DISC1表达可在体内外抑制星形胶质细胞生成,而DISC1过表达可大幅增强这个过程。此外,小鼠和人类DISC1过表达可修复DISC1敲除所引起的星形胶质细胞生成缺陷。从机制上说,DISC1可通过与RASSF7直接相互作用,而激活RAS/MEK/ERK信号通路。同时,pERK复合物经历了核移位,并影响星形胶质细胞生成相关基因的表达。简而言之,这些研究结果表明,DISC1通过RASSF7调节RAS/MEK/ERK信号,而调节着星形胶质细胞生成,并为我们理解DISC1缺陷如何导致精神疾病,提供了一个框架。

  在《Journal of Biological Chemistry》上发表的另一项研究中,该研究小组开发了一种基于腺病毒的转分化策略,结合一种额外的化合物,用于诱导PV(iPV)神经元的有效生成。这种化合物毛喉素结合Ascl1,可将80%的小鼠成纤维细胞诱导成为iPV神经元。通过这一程序所产生的iPV神经元,可在感染后5到7天成熟,并表现出电生理特征和已知的神经元标记,如PV和GABA。因此,这项研究提出了一种有效的方法来生成PV神经元。

  在《Cell Reports》发表的这项新研究中,作者指出,通过绕开多能细胞状态的体细胞到神经元的直接转换,可能是个性化医学的一种有效方法。除了神经元的转录因子和多个小分子之外,该研究小组发现,表观遗传修饰也有助于成纤维细胞直接转化为神经元。这项研究表明, Tet3——一个DNA双加氧酶,能迅速有效地把成纤维细胞直接转化为功能性神经元。诱导的神经元(iNS)表达成熟神经元标志物,如Tuj1、突触素和神经核(NeuN)。基因表达谱表现出与原代神经元明显不同的神经元特异性基因簇。诱导的神经元显示出成熟的放电模式,并形成功能性突触。

  此外,研究人员观察到,在转分化的时间进程中,iNS中的5hmC水平逐渐增加。这些研究结果表明,DNA甲基化可能调节直接的谱系定型,从而是研究转分化过程的一条途径。