DNA甲基转移酶3A调控少突胶质细胞发育
发布时间：2021-03-30 06:00
包括DNA甲基化在内的表观遗传修饰参与调控少突胶质细胞的发育.DNA甲基转移酶3A （DNMT3A）负责催化DNA的从头甲基化,参与调控多种器官的发育.为了确定DNMT3A是否参与少突胶质细胞的发育,本研究利用Dnmt3a全局性敲除小鼠,通过RNA原位杂交检测少突胶质细胞的发育.结果发现,缺失DNMT3A的小鼠体内少突胶质细胞的分化被延迟,少突胶质前体细胞增多,说明DNMT3A的功能对于少突胶质细胞的正常发育是必需的.
【文章来源】：杭州师范大学学报(自然科学版). 2020,19(04)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
Dnmt3a在不同时期小鼠脊髓中的表达分析
与已有报道一致,Dnmt3a纯合突变小鼠(Dnmt3a-/-)呈现发育不良、个体矮小、小脑畸形等表型,出生后三周左右死亡[10].为了判断Dnmt3a敲除是否会造成OLs发育异常,我们收集出生前后不同时期Dnmt3a-/-和野生型小鼠脊髓组织,通过RNA原位杂交检测髓鞘相关基因Mbp和Plp1的表达.如图2和图3,野生型小鼠脊髓组织分别于E14.5天和E16.5天开始检测到Mbp(图2 A)和Plp1(图3 A)在腹侧中线区域的表达.随着发育的进行,Mbp+和Plp1+的少突胶质细胞逐渐增多,主要分布在脊髓白质区域.而在Dnmt3a-/-小鼠中,Mbp和Plp1的信号产生出现明显滞后.E16.5期开始在腹侧中线附近明确检测到Mbp的表达(图2 B’),P0期左右在腹侧白质区域检测到Plp1的表达(图3 B’).随后突变体中少突胶质细胞的分化没有被抑制,细胞数目逐渐增多,至P7天与野生型基本一致.进一步对Plp1+细胞进行定量分析,发现Dnmt3a-/-小鼠中,Plp1+细胞数目的差异在OLs分化初期最明显,随着发育的进行,这种差异逐渐缩小,至P10左右无明显差异(图3 E).通过对髓鞘相关基因的表达进行分析,我们发现Dnmt3a基因敲除会延迟少突胶质细胞的分化.图3 野生型和Dnmt3a纯合突变小鼠中Plp1的表达
包括DNA甲基化在内的表观遗传调控在少突胶质细胞发育过程中的功能正在被逐渐揭示.其中,DNA甲基转移酶3A(DNMT3A)在体内少突胶质细胞分化和发育过程中的功能尚不清楚.本研究发现,Dnmt3a早期在灰质区域神经元中广泛表达,从E14.5天开始在白质内表达,随后表达量逐渐上升,当OLs形成后表达消失,暗示DNMT3A可能参与调控OLs的起始分化.对Dnmt3a全局性敲除小鼠进行分析,发现Dnmt3a基因敲除后,造成OLs分化的延迟,处于未分化状态的OPCs数量增加.因此,我们的研究表明,DNMT3A的功能对于小鼠体内少突胶质细胞的正常发育是必需的.然而,DNMT3A在体内介导上述过程的分子机制尚不清楚.已有研究表明,通过对正常和Dnmt3a敲除的神经前体细胞进行表达谱分析,筛选到与少突胶质细胞增殖和分化相关的3个关键基因(Pdgfrα,Nkx2.2和Mbp)表达水平显著上调,其近端启动子区域高度去甲基化,暗示DNMT3A可能通过特异性诱导上述因子的甲基化,从而阶段性调控OLs的分化[9].与Dnmt3a的表达类似,Nkx2.2在OLs谱系发育过程中具有阶段性表达的特定,且两者动态表达模式相吻合[11-12].我们的早期研究也已经证实,敲除Nkx2.2也会造成OLs分化的延迟[13].综上所述,我们初步推测,DNMT3A介导的DNA甲基化与NKX2.2之间可能存在紧密联系,相互作用协调OPCs的增殖和分化.
本文编号：3109000
【文章来源】：杭州师范大学学报(自然科学版). 2020,19(04)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
Dnmt3a在不同时期小鼠脊髓中的表达分析
与已有报道一致,Dnmt3a纯合突变小鼠(Dnmt3a-/-)呈现发育不良、个体矮小、小脑畸形等表型,出生后三周左右死亡[10].为了判断Dnmt3a敲除是否会造成OLs发育异常,我们收集出生前后不同时期Dnmt3a-/-和野生型小鼠脊髓组织,通过RNA原位杂交检测髓鞘相关基因Mbp和Plp1的表达.如图2和图3,野生型小鼠脊髓组织分别于E14.5天和E16.5天开始检测到Mbp(图2 A)和Plp1(图3 A)在腹侧中线区域的表达.随着发育的进行,Mbp+和Plp1+的少突胶质细胞逐渐增多,主要分布在脊髓白质区域.而在Dnmt3a-/-小鼠中,Mbp和Plp1的信号产生出现明显滞后.E16.5期开始在腹侧中线附近明确检测到Mbp的表达(图2 B’),P0期左右在腹侧白质区域检测到Plp1的表达(图3 B’).随后突变体中少突胶质细胞的分化没有被抑制,细胞数目逐渐增多,至P7天与野生型基本一致.进一步对Plp1+细胞进行定量分析,发现Dnmt3a-/-小鼠中,Plp1+细胞数目的差异在OLs分化初期最明显,随着发育的进行,这种差异逐渐缩小,至P10左右无明显差异(图3 E).通过对髓鞘相关基因的表达进行分析,我们发现Dnmt3a基因敲除会延迟少突胶质细胞的分化.图3 野生型和Dnmt3a纯合突变小鼠中Plp1的表达
包括DNA甲基化在内的表观遗传调控在少突胶质细胞发育过程中的功能正在被逐渐揭示.其中,DNA甲基转移酶3A(DNMT3A)在体内少突胶质细胞分化和发育过程中的功能尚不清楚.本研究发现,Dnmt3a早期在灰质区域神经元中广泛表达,从E14.5天开始在白质内表达,随后表达量逐渐上升,当OLs形成后表达消失,暗示DNMT3A可能参与调控OLs的起始分化.对Dnmt3a全局性敲除小鼠进行分析,发现Dnmt3a基因敲除后,造成OLs分化的延迟,处于未分化状态的OPCs数量增加.因此,我们的研究表明,DNMT3A的功能对于小鼠体内少突胶质细胞的正常发育是必需的.然而,DNMT3A在体内介导上述过程的分子机制尚不清楚.已有研究表明,通过对正常和Dnmt3a敲除的神经前体细胞进行表达谱分析,筛选到与少突胶质细胞增殖和分化相关的3个关键基因(Pdgfrα,Nkx2.2和Mbp)表达水平显著上调,其近端启动子区域高度去甲基化,暗示DNMT3A可能通过特异性诱导上述因子的甲基化,从而阶段性调控OLs的分化[9].与Dnmt3a的表达类似,Nkx2.2在OLs谱系发育过程中具有阶段性表达的特定,且两者动态表达模式相吻合[11-12].我们的早期研究也已经证实,敲除Nkx2.2也会造成OLs分化的延迟[13].综上所述,我们初步推测,DNMT3A介导的DNA甲基化与NKX2.2之间可能存在紧密联系,相互作用协调OPCs的增殖和分化.
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