PRDM13鋅指結構域調控視網膜祖細胞命運的分子機制

引言
哺乳動物視網膜早期發育的分子調控機制尚未完全闡明。經典理論認為，眼區轉錄因子（EFTFs）的協同表達決定視網膜原基的形成，但缺乏早期眼區組織樣本限制了深入研究。本研究利用小鼠胚胎干細胞（mESCs）衍生的神經外胚層類器官（mNEOs）模型，揭示了PRDM家族成員PRDM13通過鋅指結構域（ZF）依賴的方式調控WNT信號通路，從而影響視網膜祖細胞命運選擇。

PRDM13抑制眼區神經外胚層分化
實驗采用攜帶RX:GFP/SOX1:mCherry雙報告基因的mESCs，通過血清游離快速重聚（SFEBq）培養體系誘導分化。結果顯示，在分化第1天（E1）誘導PRDM13表達后，RX⁺ mNEOs的形成被顯著抑制，而SOX1⁺非眼區神經外胚層分化增強，表明PRDM13具有譜系特異性調控作用。Western blot證實FLAG標記的PRDM13呈劑量依賴性表達。

鋅指結構域1和2是關鍵功能域
通過構建PRDM13截短突變體（ΔPR、ΔZF）及鋅指單點突變體（ZF1m-ZF4m），發現僅當ZF1或ZF2失活時，PRDM13對RX⁺分化的抑制作用消失。這表明PRDM13的ZF1和ZF2是其功能實現的核心結構域。

WNT通路激活是 repression 的核心機制
RNA-seq分析顯示，PRDM13表達上調了19種WNT配體中的10種（如Wnt1、Wnt3a），并激活下游靶點Axin2。RT-qPCR進一步證實，ZF2突變體無法誘導Wnt1和Axin2表達。使用Porcupine抑制劑IWP-2或β-catenin降解復合物穩定劑IWR-1處理，可逆轉PRDM13對RX⁺分化的抑制，證明WNT通路激活是PRDM13發揮作用的關鍵效應途徑。

與疾病的潛在關聯
PRDM13表達失調與North Carolina黃斑營養不良（NCMD）相關，患者攜帶PRDM13基因上游SNP或串聯重復變異。盡管NCMD未表現出嚴重眼區發育缺陷（如無眼畸形），但本研究提示PRDM13-WNT軸可能參與疾病發生，尤其在發育后期階段。

未來方向
需進一步探究PRDM13是否直接結合WNT調控元件，或通過抑制Six3等EFTFs間接激活WNT。人類iPSC模型和轉基因動物研究將有助于闡明PRDM13在NCMD中的時空特異性作用。

方法學亮點
研究采用三維類器官培養系統，結合Tet-On誘導表達、流式細胞術和高通量轉錄組分析，為神經外胚層命運決定提供了可擴展的體外研究平臺。統計采用GraphPad Prism進行單因素方差分析（ANOVA），顯著性閾值設定為p < 0.05。

總結
該研究首次揭示PRDM13通過ZF1/2依賴的WNT通路激活機制，精確調控干細胞向視網膜譜系的分化命運，為理解神經管器官發生和視網膜疾病提供了新視角。