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周严课题组揭示了新的调控海马发育的分子机制

发布时间:2023-10-18 点击数:

海马是大脑的重要结构,在学习、空间记忆和情感调节等发挥重要作用,其齿状回在成年阶段持续产生新生神经元。形成一个功能性的海马需要产生多种细胞类型,它们在发育过程中精确地迁移定位并形成功能环路目前对于大脑皮层发育的研究较为充分,而对海马发育的细胞和分子生物学机制尚有很多空白。人和小鼠KDM2B基因的突变均与神经发育缺陷相关。KDM2B是非经典多梳抑制复合物PRC1的组分,其通过CxxC结构域在CpG岛(CGI)招募PRC1的其他组分,建立和维持基因抑制。然而KDM2B在海马发育中的作用与相关机制仍不清楚。

近日,武汉大学/中南医院医学研究院/免疫与代谢前沿科学中心周严课题组在国际学术期刊Nature Communications发表了题为“KDM2B regulates hippocampal morphogenesis by transcriptionally silencing Wnt signaling in neural progenitors”的研究论文。揭示了一个由KDM2B介导的调控海马发育的表观遗传学机制。

在这项研究中,作者发现在发育中的小鼠背侧端脑特异删除KDM2BCxxC结构域后,成年小鼠的海马显著变小、细胞结构紊乱;海马成体神经干细胞数量减少,神经发生过程减弱;小鼠的探索欲望减弱,运动学习和空间记忆能力缺陷,恐惧记忆能力减弱。KDM2B的功能失活导致海马发育过程发生显著缺陷:神经祖细胞发生迁移阻滞和分化障碍,分化后的颗粒细胞异位堆积;且作为细胞迁移支架的胶质细胞在海马伞连接处异常分布。

KDM2B的功能失活导致海马及其神经祖细胞的Wnt信号异常激活,KDM2B介导的抑制性组蛋白修饰H2AK119ubH3K27me3Wnt信号通路基因的富集显著减弱。而在发育的海马中激活Wnt信号通路使神经祖细胞分化和神经元迁移受阻。


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机制模式图

 

博士研究生张博为该论文的第一作者,刘颖博士为共同通讯作者,天津医科大学吴旭东教授作出重要贡献。该项研究依托于教育部免疫与代谢前沿科学中心,受到科技部重点研发计划和国家自然科学基金的资助。


原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-42322-2

 

 


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