朱铃强/刘丹团队揭示lncRNA AtLAS在社会等级行为中发挥了重要作用

非编码RNA是一类不直接编码蛋白质但能够在多个水平发挥调控作用的表观调控因素。非编码RNA在发育、肿瘤、免疫中发挥了重要作用,但其在神经系统的作用研究较少。华中科技大学同济医学院基础医学院朱铃强教授课题组长期围绕非编码RNA在神经生理及疾病中的作用展开系列研究,先后揭示了一批非编码RNA分子在老年痴呆、帕金森病、脑出血等疾病中的重要作用【1-6】,并且在2019年6月中国神经科学学会年会中成功组织并主持“RNA与脑”分论坛。已知社会等级行为与多种慢性神经精神疾病的发生发展密切相关,但非编码RNA在其中的作用尚不得而知。
 
2020年1月20日,华中科技大学同济医学院基础医学院朱铃强教授,刘丹副教授在Cell Research杂志上发表了文章“A Novel Pathway Regulates Social Hierarchy via LncRNA AtLAS and Postsynaptic Synapsin IIb”该论文首次发现前额叶脑区的关键长链非编码RNA AtLAS可通过影响突触蛋白synapsin IIb(syn2b)的选择性剪切,进而影响syn2b的突触后作用来调控AMPA受体介导的突触可塑性,从而在社会等级行为中发挥重要作用。
 

前额叶皮层被认为是调控社会等级的关键脑区,本研究中该团队通过经典的行为学检测方法筛选出等级差异鼠,通过芯片测序、RT-PCR筛选出在该脑区表达差异最大的lncRNA AK013786并且证明了降低该lncRNA能够提升小鼠社会等级。

基于古希腊神话中阿特拉斯神(Atlas)挑战宙斯的权威而失败的故事,团队给该lncRNA命名为AtLAS。通过RNA免疫沉淀、RNA-pull down、质谱分析、生物信息分析等发现AtLAS可促进syn2b亚型的表达。Syn2b是公认的突触前蛋白,该团队首次通过多种手段证实syn2b可存在突触后,并且其C-terminal特异的序列可与AMPA受体特异结合结合,从而影响其AMPAR的膜膜转运。在体内外实验,调控syn2b(而非syn2a)的表达含量,及用模拟syn2b C-terminal特异序列的多肽P-2B,均可改变突触可塑性并对社会等级进行调控。

该研究揭示了社会等级的新分子lncRNA AtLAS/syn2b及其调控突触可塑性和行为学中的作用机制,并首次揭示了突触前蛋白syn2b在突触后不可替代的作用其研究中能逆袭改变低等级不良反应的多肽已经申请国家专利。

 

基础医学院博士研究生马梅熊婉胡凡为此研究论文的共同第一作者,朱铃强教授,刘丹副教授为共同通讯作者,华中科技大学为第一完成单位。

 

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41422-020-0273-1

1. Ouyang, Y., Li, D., Wang, H., Wan, Z., Luo, Q.,Zhong, Y., … Zhu, L. Q. (2019). MiR-21-5p/dual-specificity phosphatase 8signalling mediates the anti-inflammatory effect of haem oxygenase-1 in agedintracerebral haemorrhage rats. Aging cell, 18(6), e13022.doi:10.1111/acel.13022
2. Xie, A. J., Hou, T. Y., Xiong, W., Huang, H. Z.,Zheng, J., Li, K., … Zhu, L. Q. (2019). Tau overexpression impairs neuronalendocytosis by decreasing the GTPase dynamin 1 through the miR-132/MeCP2pathway. Aging cell, 18(3), e12929. doi:10.1111/acel.12929
3. Tang, H., Ma, M., Wu, Y., Deng, M. F., Hu, F.,Almansoub, H., … Zhu, L. Q. (2019). Activation of MT2 receptor amelioratesdendritic abnormalities in Alzheimer’s disease via C/EBPα/miR-125b pathway.Aging cell, 18(2), e12902. doi:10.1111/acel.12902
4. Su, Y., Deng, M. F., Xiong, W., Xie, A. J., Guo,J., Liang, Z. H., … Zhu, L. Q. (2019). MicroRNA-26a/Death-Associated ProteinKinase 1 Signaling Induces Synucleinopathy and Dopaminergic Neuron Degenerationin Parkinson’s Disease. Biological psychiatry, 85(9), 769–781.doi:10.1016/j.biopsych.2018.12.008
5. Wang, X., Liu, D., Huang, H. Z., Wang, Z. H., Hou,T. Y., Yang, X., … Zhu, L. Q. (2018). A Novel MicroRNA-124/PTPN1 Signal PathwayMediates Synaptic and Memory Deficits in Alzheimer’s Disease. Biologicalpsychiatry, 83(5), 395–405. doi:10.1016/j.biopsych.2017.07.023
6. Xiong, Y. S., Liu, F. F., Liu, D., Huang, H. Z.,Wei, N., Tan, L., … Zhu, L. Q. (2015). Opposite effects of two estrogenreceptors on tau phosphorylation through disparate effects on the miR-218/PTPApathway. Aging cell, 14(5), 867–877. doi:10.1111/acel.12366
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