跨膜蛋白108对少突胶质细胞分化成熟的作用

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在中枢神经系统中,少突胶质细胞由少突胶质前体细胞分化而来。成熟的少突胶质细胞能够包绕轴突形成髓鞘,使动作电位的跳跃式传导成为可能。少突胶质细胞的病理学改变是多种神经疾病的病因之一,包括多发性硬化症、精神分裂症和阿尔茨海默病等。跨膜蛋白108(Transmembrane protein 108,Tmem108)位于人类染色体3q21上,研究发现跨膜蛋白108是多种神经类疾病的易感基因,如精神分裂症,双相情感障碍和重度抑郁症等。在之前的研究中,我们发现Tmem108蛋白在小鼠前额叶皮层髓鞘发育关键期内有高表达,且主要表达在新生成的少突胶质细胞内。在全身敲除Tmem 108小鼠的前额叶皮层中,成熟少突胶质细胞数目减少以及髓鞘相关蛋白的表达水平下降。此外,全身敲除Tmem108小鼠的认知功能受损。为了探究Tmem108对少突胶质类细胞的作用,我们体外培养了少突胶质前体细胞,利用Tmem108小干扰质粒,研究敲低Tmem108对少突胶质类细胞增殖、分化和成熟的影响。实验结果显示,敲低Tmem108不影响少突胶质前体细胞的增殖,但经诱导后,少突胶质成熟细胞数量减少。我们进一步构建了Cre依赖性的Tmem108干扰sh RNA的重组腺相关病毒,立体定位注射于PDGFRα-cre小鼠前额叶,来敲低少突胶质前体细胞发育成熟过程中Tmem 108的表达。待病毒稳定表达后,我们检测了PDGFRα-cre小鼠前额叶少突胶质细胞少突胶质细胞数量和髓鞘表达水平,以及小鼠的行为认知功能。实验结果显示,特异性敲低Tmem108导致小鼠前额叶成熟少突胶质细胞数量减少和髓鞘表达水平降低,而且小鼠认知功能受损。以上结果表明,跨膜蛋白108通过影响少突胶质细胞的成熟进而影响髓鞘发育水平,进而影响小鼠的认知功能。Tmem108的表达水平降低会抑制少突胶质细胞成熟和髓鞘发育,并伴有学习能力下降、记忆减退和社交能力下降等认知功能损害。本工作进一步证明跨膜蛋白108对少突胶质细胞分化成熟的作用,为少突胶质细胞病理学改变的相关神经疾病的治疗靶点提供了研究策略,并为精神分裂症和双向情感障碍等疾病的发病机制提供了理论依据。
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