新型miRNA miR-937-3p、miR-4536-3p和miR-4650-5p通過Wnt/MAPK通路調控SH-SY5Y細胞神經元分化的機制研究

《Molecular Neurobiology》:Novel miRNAs, miR-937-3p, miR-4536-3p, and miR-4650-5p, can Modulate Neuronal Differentiation via the Wnt/MAPK Pathway in SH-SY5Y Cells

【字體: 時間:2025年05月03日 來源:Molecular Neurobiology 4.6

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  為解決神經元分化調控機制不明的問題,研究人員通過抑制新型miRNA(miR-937-3p、miR-4536-3p、miR-4650-5p)靶向NTN1/DBN1/NTNG1基因,激活Wnt/MAPK通路,顯著提升SH-SY5Y細胞的神經元標志物(TUBB3、MAP2等)表達。該研究為神經再生和退行性疾病治療提供了新靶點,發表于《Molecular Neurobiology》。

  

神經元分化是神經發育和再生醫學的核心問題,但調控這一過程的分子機制尚未完全闡明。盡管已知Wnt和MAPK信號通路參與神經發生,但miRNA如何通過靶向關鍵基因影響這些通路仍存在研究空白。尤其是一些新型miRNA如miR-937-3p、miR-4536-3p和miR-4650-5p,此前未被報道與神經元分化相關。

為解決這一問題,全南大學醫學院的研究團隊通過抑制上述miRNA,發現其可靶向調控Netrin1(NTN1)、Drebrin1(DBN1)和Netrin-G1(NTNG1)的表達,進而激活非經典Wnt/MAPK信號通路,促進SH-SY5Y細胞向神經元分化。研究采用qPCR驗證靶基因表達,雙熒光素酶報告實驗確認miRNA與靶基因3'-UTR結合,免疫熒光染色和Western blot分析神經元標志物及通路蛋白表達變化。

研究結果

  1. miRNA與神經元分化及Wnt/MAPK通路的關聯
    生物信息學分析顯示,miR-937-3p、miR-4536-3p和miR-4650-5p與軸突導向、突觸形成及MAPK通路顯著相關,提示其在神經發育中的潛在作用。

  2. miRNA靶向神經元相關基因的驗證
    通過TargetScan預測和實驗驗證,NTN1、DBN1和NTNG1分別被確認為miR-937-3p、miR-4536-3p和miR-4650-5p的直接靶標。抑制這些miRNA可顯著上調靶基因mRNA水平(如NTN1表達增加2.5倍),而 mimics則抑制靶基因翻譯。

  3. miRNA抑制劑促進神經元標志物表達
    低濃度(1 pM)miRNA抑制劑處理SH-SY5Y細胞后,神經元特異性標志物TUBB3、NEFH和MAP2的mRNA和蛋白表達均顯著升高(MAP2陽性細胞占比達77.68%),且神經突長度和分支數明顯增加。

  4. 非經典Wnt/MAPK通路的激活
    抗體芯片和Western blot顯示,miRNA抑制劑處理組中Wnt5a、p-JNK和c-Jun等非經典Wnt/MAPK通路蛋白表達上調,而經典Wnt信號分子(如Wnt1)無變化,表明分化依賴JNK和ERK信號激活。

結論與意義
該研究首次揭示miR-937-3p、miR-4536-3p和miR-4650-5p通過靶向NTN1/DBN1/NTNG1抑制神經元分化,其抑制劑可通過激活Wnt5a/MAPK軸促進神經突生長和標志物表達。這一發現不僅填補了miRNA調控神經分化的機制空白,還為阿爾茨海默病等神經退行性疾病的治療提供了潛在干預靶點。例如,DBN1在AD模型中的表達恢復可改善認知功能,提示miR-4536-3p抑制劑或具臨床轉化價值。未來研究可進一步探索這些miRNA在動物模型中的神經保護作用。

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