自閉癥譜系障礙（ASD）患者通常會經(jīng)歷嚴重的社會孤立，這可能會對他們的大腦發(fā)育造成繼發(fā)性**影響。miRNA是與大腦發(fā)育和神經(jīng)障礙有關(guān)的非編碼調(diào)節(jié)性小RNA。過去研究發(fā)現(xiàn)ASD患者血清中多種miRNA水平異常，而miR-124在人腦中含量*豐富，是調(diào)節(jié)神經(jīng)元命運走向的關(guān)鍵分子，因其在神經(jīng)發(fā)育，神經(jīng)精神病和神經(jīng)退行性**中的重要作用而受到關(guān)注。
2022年9月4日，南京醫(yī)科大學(xué)肖明、盛呈雨和黃璜課題組在Cellular and Molecular Life Sciences發(fā)文揭示了miR-124通過抑制內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)中的髓鞘形成來調(diào)節(jié)早期分離誘導(dǎo)的社交異常。
首先，課題組用qPCR發(fā)現(xiàn)在28個自閉癥男孩中多種miRNA的水平上調(diào)，為了確定這些miRNA的改變是否與早期社交隔離（SI）應(yīng)激有關(guān)，課題組將3周齡斷奶小鼠（P21）單獨飼養(yǎng)3周（即SI小鼠），三箱社交結(jié)果顯示SI小鼠表現(xiàn)出社交障礙和社交新穎性缺陷，而qPCR結(jié)果同樣顯示其多種miRNA水平上調(diào)。考慮到miR-124在神經(jīng)**中的重要作用，課題組由此選其為研究對象，并以FISH探針對與社交缺陷和ASD發(fā)病相關(guān)的幾個腦區(qū)的miR-124水平進行檢測，發(fā)現(xiàn)mPFC中miR-124水平顯著升高，隨后的qPCR分析進一步證實了這一點。這些結(jié)果提示miR-124可能參與了SI誘發(fā)的社會異常的發(fā)展。
隨后，課題組使用miRNA海綿抑制雙側(cè)mPFC的miR-124表達，并發(fā)現(xiàn)SI小鼠在三箱社交**階段和**階段對陌生鼠的探索時間顯著增加，即抑制miR-124的表達能緩解SI小鼠的社交障礙和社交新穎性缺陷。而高架十字迷宮、Y迷宮、曠場及條件性恐懼測試結(jié)果表明抑制miR-124不影響SI小鼠的焦慮樣行為和空間、恐懼記憶缺陷。隨后的電鏡和WB結(jié)果顯示：SI小鼠髓鞘g比值升高，少突膠質(zhì)細胞成熟受損，異染色質(zhì)面積減少，即髓鞘厚度減少；而抑制miR-124的表達能逆轉(zhuǎn)上述缺陷。
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為了研究miR-124是否直接調(diào)節(jié)少突膠質(zhì)細胞的發(fā)育，課題組使用RNA FISH探針對培養(yǎng)的原代小鼠神經(jīng)元和OL（少突膠質(zhì)細胞）進行檢測，發(fā)現(xiàn)miR-124信號在MAP2+、 Tuj1+、 O4+、MBP+及miR-219+OL神經(jīng)元中均有表達，然而，對SI小鼠的檢測結(jié)果顯示其miR-124+多表達少突膠質(zhì)前體細胞（oligodendrocyte precursor cells-OPCs）的標記物，這表明社交隔離損害了OPCs的分化能力。此外，在SI小鼠的mPFC中，PDGFRα+，O4+和CC1+細胞中miR-124+細胞的比例均升高，而在NeuN+神經(jīng)元中則保持不變。這些結(jié)果表明，社交隔離可能特異性地引起少突膠質(zhì)細胞中miR-124的升高。隨后課題組以miRNA海綿特異性抑制mPFC的少突膠質(zhì)細胞，發(fā)現(xiàn)同樣能**SI小鼠的社交缺陷并逆轉(zhuǎn)其髓鞘發(fā)生缺陷。
為了研究miR-124如何調(diào)控OLs的發(fā)育，課題組將原代OPCs分化為OLs，然后轉(zhuǎn)染miR-124模擬物，并發(fā)現(xiàn)髓鞘堿性蛋白（MBP）表達顯著降低。然而，miR-124抑制劑并沒有改變這種現(xiàn)象。這些數(shù)據(jù)表明，OL發(fā)育不需要miR-124，但其異常升高的表達可能會阻止OL發(fā)育過程。
那么miR-124是通過影響何種下游分子影響OL發(fā)育的呢?
課題組通過**染色、qPCR、WB等手段發(fā)現(xiàn)Nr4a1（一種配體非依賴性核受體）在SI小鼠中下調(diào)而在miRNA海綿抑制的SI小鼠中恢復(fù)。提示其可能是miR-124的下游受體。進一步的體外細胞培養(yǎng)實驗顯示miR-124模擬物能顯著降低HEK293細胞中Nr4a1的熒光信號，而qPCR和WB實驗也顯示miR-124模擬物顯著降低了Nr4a1的表達水平，這些數(shù)據(jù)表明Nr4a1正是miR-124的直接靶標。而隨后的**染色結(jié)果顯示：降低培養(yǎng)的OL中的Nr4a1表達導(dǎo)致MBP表達降低，而Nr4a1過表達成功逆轉(zhuǎn)了miR-124上調(diào)引起的OLs成熟缺陷，這表明Nr4a1是miR-124調(diào)控OLs發(fā)育的關(guān)鍵下游因子。而隨后的實驗表明在mPFC中過表達Nr4a1亦可改善SI小鼠的社交障礙，并改善髓鞘形成。
總的來說，本文揭示了miR-124/NR4A1信號通路通過抑制mPFC中的OLs發(fā)育和髓鞘形成誘發(fā)小鼠的社會行為異常。該研究暗示在針對miR-124或Nr4a1的**開發(fā)過程中應(yīng)考慮細胞特異性，因為增強miR-124功能或阻斷Nr4a1活性的**可能通過抑制少突膠質(zhì)細胞發(fā)育而產(chǎn)生或加劇對社會行為的不必要影響。
文章來源 https://doi.org/10.1007/S00018-022-04533-6
