太阳集团城网站2003·(中国)官方网站

资料下载 / down 您的位置:网站首页 > 资料下载 > 激活人类基因中存在的内源性逆转录病毒会危害大脑正常发育
产品分类

Product category

激活人类基因中存在的内源性逆转录病毒会危害大脑正常发育

发布时间: 2021/6/23  点击次数: 752次      文件下载    

自从我们的祖先在数百万年前感染了逆转录病毒以来,我们的基因中一直携带着这些病毒的成分,即人类内源性逆转录病毒(human endogenous retrovirus, HERV)。这些病毒成分在进化过程中已经失去了复制和感染的能力,但却是我们基因构成的一个组成部分。事实上,人类在非编码部分拥有的HERV比编码基因多五倍。

到目前为止,人们强烈关注HERV与疾病的发生或进展之间存在的相关性。这就是为什么HERV的表达在病理来源的样本中受到研究。虽然得到大量研究,但是HERV的生物学功能和疾病关联性在很大程度上是难以捉摸的。比如,之前的研究并没有提供关于HERV是疾病的原因还是后果的结论。

如今,在一项新的研究中,来自德国和美国的研究人员利用让人们能够更深入了解HERV的作用机制及其功能的新技术,成功地证实了HERV激活对人类大脑发育的负面影响。

利用CRISPR技术,这些作者在人类胚胎干细胞中激活了一组特定的称为HERV-K(HML-2) 的HERV,并让这些干细胞产生了神经元。HERV-K(HML-2)与神经毒性有关,但对其作用或机制基础没有明确的认识。他们发现HERV-K(HML-2)的转录激活会高度激活参与大脑发育的NTRK3基因和其他神经退行性相关基因。结果就是,皮层神经元,即我们大脑皮层中的神经细胞,*失去了功能。较高的HERV-K(HML-2)转录改变了前脑类器官中的皮层形成。它们的发育与这个大脑区域的健康神经元非常不同---轴突(神经细胞的延伸)短得多,分枝少得多。因此,HERV-K(HML-2)的激活会损害皮层神经元的发育,并最终影响大脑的发育。

这些作者还发现NTRK3的直接激活在表型上与HERV-K(HML-2)激活相似,在HERV-K(HML-2)激活的背景下降低NTRK3的水平可以恢复皮层神经元的分化。

这项研究指出HERV-K(HML-2)的转录激活对皮层神经元的发育和功能是不利的,但是这种影响是细胞类型*的,因为多巴胺能神经元不受影响。


HERV-K(HML-2)的激活导致大脑皮层发育受损机制

由于神经退行性疾病往往与几组HERV的激活有关,因此HERV激活对皮层神经元发育的负面影响是一个重要的发现。人们已经知道,病毒、细菌和紫外线等环境因素可以激活不同的HERV,从而有可能导致疾病的发生。这一知识反过来又使HERV在临床应用中更有意义。关闭不同的HERV可以为治疗神经退行性疾病患者开辟一个新的研究领域。接着,这些作者将在疾病背景下研究HERV失活对神经元的影响。

此外,这些研究结果提供了重要的迹象,表明表观遗传机制使得HERV在健康的大脑发育中得到控制。这些作者甚至猜测遭受控制的HERV在正常的大脑发育中具有功能性作用。他们指出,人类携带HERV大约有4000到7000万年了,并猜测它们的存在与人类的自然过程有关,否则人类就不会在进化过程中保留它们这么久。在这个方向的进一步基础研究可能会发现HERV的新功能作用




XML 地图