國產ELISA試劑盒揭示了脆性X染色體綜合征發神經發育機制
國產ELISA試劑盒脆性X染色體綜合征(fragile X syndrome, FXS)是一類極為常見的X染色體連鎖的智力殘疾(X-linked inlectual disability, XLID),因患者的X染色體在顯微鏡下呈現縊痕的脆性位點(fragile site)而得名。目前*脆性位點上的FMR基因是FXS的關鍵致病基因。正常人的FMR基因啟動子只有約30個CGG三核苷酸重復,但在FXS患者中則超過200個。高重復的CGG造成FMR啟動子的甲基化水平升高,進而引起組蛋白修飾改變,zui終導致FMR基因沉默。在細胞質中,FMR基因編碼的蛋白FMRP能夠選擇性結合mRNA翻譯進程中的多聚核糖體,從而抑制mRNA翻譯。受FMRP抑制的蛋白包括mGluR5、NMDAR、多種細胞骨架蛋白以及ERK通路和mTORC通路下游的多種因子。但不容忽視的是,FMRP也抑制很多轉錄因子的表達,同時5%的FMRP在細胞核中,說明FMRP有可能直接或間接地參與了轉錄調控。然而對FMRP參與轉錄調控的機制仍然缺乏高通量和高分辨率的研究結果。
國產ELISA試劑盒為了解決這個科學難題,陸平等研究人員以誘導多功能干細胞(iPSC)為模型,比較和分析了正常人和FXS患者來源的iPSC(FXS-iPSC)在體外定向分化為神經元各階段的轉錄組動態變化情況。為了克服樣本量的問題,他們也同時整合分析了其他研究團隊的數據。通過生物信息學分析,他們發現WNT、BMP4和POU3F4等神經分化相關的轉錄因子在FXS-iPSC分化得到的神經元中異常高表達;與神經元功能密切相關的KCNA、KCNC3和KCNG2等鉀離子通道蛋白異常低表達;而SHANK和NNAT這兩個與神經系統發育相關的重要蛋白在時序上的表達也出現紊亂。這表明FXS-iPSC分化得到的神經元不成熟,而且不具備完善的神經元功能。該研究證實了FMRP的缺失可以引起FXS患者神經系統發育過程中整個基因調控網絡的失衡,國產ELISA試劑盒同時發現了可能用于治療FXS的新的靶標分子。