3月13日，中国科学院生物物理研究所王晓群课题组在题为《Cenpj控制小鼠皮质发育中纤毛解体和神经发生》的论文中揭示了Cenpj在小鼠大脑中的作用。发表在《神经科学杂志》上。中心体蛋白Cenpj 在发育过程中控制体内纤毛解聚和神经发生。
小头畸形是一种头部只有正常大小三分之一的神经发育障碍，并伴有智力发育障碍、情绪丧失等症状，严重影响日常生活。大多数导致小头畸形的突变发生在编码中心体蛋白的基因中。在本文中，我们重点关注导致小头畸形的中心体基因Cenpj。该基因不仅调节中心体生长，还可以控制细胞骨架的结构。
为了探究人类Cenpj突变引起脑发育障碍的病理机制，研究人员首先利用Cre-Loxp技术特异性敲除小鼠大脑皮层中的Cenpj基因，获得Cenpj条件性敲除小鼠（CenpjCKO）。这些小鼠逐渐发展出与小头畸形患者相似的病理特征，包括头部变小、皮质变薄和神经元数量减少。本研究发现胚胎Cenpj条件敲除小鼠（CenpjCKO）的神经干细胞数量显着减少，增殖和分裂能力显着降低，并出现大量凋亡。研究人员还发现，纤毛（真核细胞表面的细胞器）也会因Cenpj 基因的缺失而发生结构变化。 Cenpj基因的缺失会导致神经干细胞的纤毛变长，睫状附属器的结构异常。此外，在成体阶段，Cenpj缺失导致成体神经干细胞中初级纤毛和运动纤毛伸长，减少室下区（SVZ）的细胞增殖，并减少嗅球中新神经元的数量。通过转录组研究和分析，研究人员发现Cenpj 通过末端定向运动蛋白Kif2a 调节纤毛分解和神经发生。如果纤毛在细胞周期发生之前未能分解，可能是由于神经祖细胞或神经祖细胞的细胞周期延迟所致。神经发生障碍的原因。这项研究深入了解纤毛在人类皮质发育和Cenpj 突变引起的原发性小头畸形中的作用。
该研究由王晓群课题组独立完成。王晓群为该论文的通讯作者，博士研究生丁文宇和课题组研究员吴谦为该论文的第一作者。生物物理研究所生物成像中心的张建国、孙磊、彭灿在电镜样品制备和电镜图像采集方面提供了技术支持。该研究得到了科技部、自然科学基金委、中科院等项目的支持。
图：中心体蛋白Cenpj 对体内纤毛解聚和神经发生的调节作用。
来源：中国科学院生物物理研究所
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