Menin通过IGFs信号通路调控胚胎神经系统发育的组蛋白甲基化修饰机制

MEN1基因（其编码蛋白为menin）是新近发现的通过组蛋白修饰等表观遗传学机制调控靶基因转录和细胞表型的关键基因。研究发现，MEN1敲除小鼠发生神经管缺陷（NTDs）等严重发育障碍；我们发现menin通过H3K4、H3K79等组蛋白修饰调控的IGFs等信号通路是其关键机制之一。本项目拟利用MEN1敲除胚胎小鼠、原代培养胚胎神经干细胞等生物学模型，采用染色质免疫共沉淀、免疫共沉淀等关键技术，从细胞、动物和临床三个层次证实MEN1基因调控的IGFs等信号网络为胚胎神经组织发育分化所必需；揭示神经系统发育过程中menin调控IGFs转录的H3K4、H3K79组蛋白甲基化修饰的表观遗传学重建规律及特点；鉴定以menin为平台的组蛋白甲基化修饰酶复合物系统。本研究将有助于揭示MEN1等关键基因调控的神经系统发育的组蛋白甲基化修饰机制，为MEN1基因在神经系统发育中的关键作用及机制提供实验依据。

为深入明确Men1基因在神经系统发育中作用及机制，我们已经成功建立稳转Men1基因过表达及Men1基因干扰神经细胞系，我们通过基因芯片筛选和鉴定发现Men1基因显著调控CDK5/P35转录和表达。我们分别在原代培养神经元以及HT22和N2a神经细胞系中行Men1基因干扰或过表达，发现Men1基因干扰后CDK5/P35转录和翻译水平显著下调，而Men1基因过表达后CDK5/P35转录和翻译水平显著上调。为确定Men1是否影响P35蛋白稳定性，我们以蛋白质合成抑制剂放线菌酮（CHX）处理Men1干扰后的神经元，发现其并不影响P35蛋白的稳定性。因而，Men1极有可能在转录水平上影响P35表达。我们接着在原代神经元上行Men1干扰后P35的Luciferase活性及ChIP检测，双荧光素酶报告基因显示，P35荧光素酶活性显著下降；进一步染色质免疫共沉淀（ChIP）发现Men1基因直接结合在P35启动子上。我们首先在稳转Men1基因的神经细胞系中发现Men1显著促进神经元迁移，进一步通过胚胎电转实验发现Men1干扰后显著抑制皮层神经元的迁移，大部分神经元滞留于IMZ\SVZ\VZ层，极少到达CP层。而补充P35后，显著改善其迁移状况，大部分神经元迁移到CP层。因此，我们通过大量实验证实了Men1通过P35影响神经元迁移，进而参与胚胎神经发育。