科学家发现了一种蛋白质在髓磷脂形成细胞的产生和存活中的作用

神经系统是一个复杂的器官，它依赖于各种生物参与者来确保人体的日常功能。髓磷脂是一种由特殊胶质细胞产生的膜，它在保护帮助在体内传递信息的纤维方面起着关键作用。在中枢神经系统(CNS)中，被称为少突胶质细胞的神经胶质细胞负责产生髓磷脂。今天发表的一篇论文自然通讯解释了纽约城市大学研究生中心高级科学研究中心(ASRC)的研究人员如何发现了一种被称为“PRMT5”的蛋白质在髓磷脂生产中的作用，并最终导致中枢神经系统的正常发育和功能。

从婴儿期到青春期，髓鞘少突胶质细胞在人脑中由祖细胞大量产生细胞这一过程对激素、营养物质和环境条件高度敏感。在成人大脑中，这些祖细胞——类似于干细胞，有能力分化为执行特定任务的成人细胞——作为一个储存器，产生新的髓磷脂，以应对学习和社会经验，或修复损伤后的髓磷脂损失(例如中风或髓磷脂免疫攻击，如多发性硬化症)。

产生髓磷脂形成少突胶质细胞的分子机制只被部分了解，但通过他们的研究，ASRC的科学家们离识别它们又近了一步。他们的工作已经确定PRMT5是一种蛋白质，它可以调节负责阻止或促进某些基因表达的分子，这些基因是少突胶质细胞存活和髓磷脂产生所必需的。换句话说，PRMT5本质上扮演着交通警察的角色，允许祖细胞变成少突胶质细胞，并阻止可能会干扰的生物信号髓磷脂生产．

“我们能够证明，当PRMT5存在时，祖细胞能够分化并成为髓磷脂生产细胞，”ASRC神经科学计划主任、亨特学院和纽约市立大学研究生中心爱因斯坦生物学教授Patrizia Casaccia说。“我们发现，缺乏PRMT5功能的祖细胞在过渡到髓磷脂形成细胞的过程中基本上会自杀。从发育和翻译的角度来看，这一发现很重要。一方面，我们的发现让我们更好地理解髓磷脂是如何形成的，以及受损时可能的修复。另一方面，他们警告说，PRMT5的药理抑制剂，目前被评估为对胶质肿瘤细胞的毒性功能，也可能杀死健康细胞并阻止新的髓鞘形成。

Scaglione等人的研究发现，PRMT5是一种促进新髓鞘形成的分子，通过作用于组蛋白(与DNA结合的蛋白质)和放置标记(CH3)，从而排除了祖细胞分化障碍的形成(通过阻止KATs沉积Ac标记)。

ASRC的研究人员使用了三种方法来消除PRMT5，并确定其在实验室小鼠髓磷脂生产中的作用。首先，他们使用CRISPR基因消融术来定位和消除产生PRMT5的基因。在第二个队列中，他们使用了一种药物抑制剂来阻断蛋白质的活性。在最后一个队列中，他们研究了一组基因敲除小鼠，这些小鼠出生时没有产生prmt5的基因。

在每种情况下，去除或阻断PRMT5会导致祖细胞分化减少，并导致试图成为髓磷脂生产者的细胞死亡。

“合乎逻辑的下一步是尝试并确定，在PRMT5缺失或故障的情况下，我们可以如何帮助祖细胞该论文的第一作者、ASRC的博士后研究助理安东内拉·斯卡廖尼说。“我们能够找到挽救缺乏PRMT5的少突胶质细胞祖细胞分化过程的方法。”

这一修正的发现是基于卡萨西亚实验室先前关于干扰髓磷脂生成的信号的发现。这些信号由一种叫做KATs(赖氨酸乙酰转移酶)的酶执行。该实验室之前已经表明，当KATs附着在称为组蛋白的核蛋白上时，髓磷脂的形成就会被阻断。研究人员的新工作表明，阻断KATs可以促进髓磷脂的形成，也可以克服PRMT5抑制剂的影响。这些发现对于改善需要使用PRMT5抑制剂治疗的恶性肿瘤患者的生存至关重要。

ASRC的神经科学研究团队现在专注于确定他们如何创造有利的条件髓鞘-形成少突胶质细胞，以促进健康的认知和行为发展，并为受伤的大脑确定新的再生策略。

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