2021年12月,康九红课题组在EMBO Reports杂志上发表研究论文“LncRNA SOX1-OT V1 acts as a decoy of HDAC10 to promote SOX1-dependent hESC neuronal differentiation”。
神经元是神经系统最基本的结构和功能单位。在神经发育过程中,神经上皮细胞受到外界因子的诱导形成区域化的神经前体细胞,进而通过神经发生产生有功能的神经元。胚胎干细胞的神经分化可在体外模拟这一过程。基于干细胞神经分化系统,我们发现lncRNA SOX1-OT V1,无论是在背侧皮层分化,还是在腹侧MGE分化中,皆上调表达。抑制SOX1-OT V1既不影响hESC分化成为神经上皮细胞,也不影响其分化成为特定区域的NP细胞,但却不能进一步分化成为神经元。在3D分化系统中也显示抑制SOX1-OT V1不影响神经管样结构的形成,并且在背侧皮层分化中,在神经管外侧能够形成TBR2阳性NP细胞,却不能形成皮层神经元;而在腹侧MGE分化中, 在神经管外侧能够检测到NKX2-1阳性NP细胞的产生,同样也不能继续分化形成GABA神经元。机制研究发现,抑制SOX1-OT V1会导致转录因子SOX1基因组区域组蛋白乙酰化水平的降低而引起SOX1的表达下调。进一步发现,SOX1-OT V1能够通过其5’端与组蛋白去乙酰化酶HDAC10结合,充当了HDAC10的decoy,阻止了HDAC10在SOX1基因组区域结合而维持了SOX1基因组区域乙酰化水平,促进了SOX1的表达。继而我们发现,SOX1能够直接结合到ASCL1的启动子区,激活ASCL1的表达而促进神经元的发生。该研究将有助于我们更好的理解长链非编码RNA如何与表观修饰分子共同调控下游基因的表达,并进一步揭示人脑神经元分化过程中的调控机制。
奚佳捷博士、徐焱鑫博士和郭贞明博士为本文的共同第一作者,康九红教授为本文的通讯作者。该工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金委、上海市科委等项目的支持。
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