Tet3在前脑神经元中对抗焦虑

2024-05-22 10:41:42

尽管现如今让人产生焦虑的原因有很多，但值得庆幸的是，我们的神经元可以利用表观遗传学来响应和适应环境中大量新信息的涌现。实际上，DNA胞嘧啶羟甲基化（5hmC）可能是保持认知能力所必需的，一项新的研究表明，一种能将5mC转化为5hmC的酶在与焦虑相关的行为中具有重要作用。

葡萄牙波尔图大学Joana Marques实验室的一项研究利用Tet3条件性基因敲除小鼠（cKO）检验该酶在成熟神经元中的作用。该团队饲养这些小鼠，以便在注射他莫昔芬后，小鼠前脑成熟神经元的Tet3基因失活，他们发现：

海马体和大脑皮层的免疫荧光检测结果显示，对照组小鼠的Tet3蛋白与神经元标记（NeuN）存在明显共定位，与少突胶质细胞标记（CNPase）共定位不明显，与星形胶质细胞（GFAP）标记不存在共定位。

海马体和大脑皮层的免疫荧光检测结果

与野生型对照组相比，使用ELISA检测cKO小鼠前额叶皮层、杏仁核和海马体中的Tet3
mRNA和蛋白表达水平较低，但整体的5hmC水平没有变化。

ELISA检测前脑区5hmC水平无明显变化
与对照组相比，Tet3基因敲除小鼠的焦虑样行为有所增加，表现为在旷场实验的中央格停留时间较短，以及进入高架十字迷宫的开臂花费的时间更长。（旷场实验：以单位时间内动物在中央格停留时间，评价实验动物在新环境中自主行为、探究行为与紧张度的一种方法。高架十字迷宫是利用动物对新环境的探究特性和对高悬敞开臂的恐惧形成矛盾冲突行为来考察动物的焦虑状态。）
相反，敲除Tet3基因对抑郁相关行为没有影响，表现在强迫游泳实验和悬尾实验中的不动时间不变。（强迫游泳实验和悬尾实验可以用实验动物的不动时间为指标来检测其抑郁类行为）。
cKO小鼠的应激激素皮质酮水平也较高，这是下丘脑-垂体-肾上腺轴过度活跃的结果。
尽管cKO小鼠在对象识别和短期记忆任务方面的表现与野生型小鼠相当，但它们不能充分利用海马体获得空间信息从而在莫里斯水迷宫测试中找到隐藏的平台（莫里斯水迷宫：通过观察动物空间探索能力来研究动物的学习和记忆）。

莫里斯水迷宫测试

通过RNA-seq检测，cKO小鼠的腹侧海马体中143个转录物的表达发生了变化，包括与糖皮质激素信号转导相关的基因，FOXA1转录因子网略以及与突触可塑性有关的活性诱导基因。
Tet3缺失对锥体神经元树突的长度和复杂性没有影响。然而，与对照组相比，cKO小鼠的腹侧海马体有更多成熟的树突棘。

虽然据我们所知，其他Tet酶或许可以防御小鼠的认知功能障碍，但这项研究首次证明了Tet3通过维持神经元的可塑性来抵御焦虑。

参考文献：
Antunes C, Silva J D, Guerragomes S, et al. Tet3 ablation in adult brain neurons increases anxiety-like behavior and regulates cognitive function in mice[J]. Molecular Psychiatry, 2020: 1-13.

易基因在DNA胞嘧啶羟甲基化（5hmC）的检测领域拥有优势技术：

（1）通过跟剑桥大学合作，易基因建立氧化结合重亚硫酸盐测序(oxidative bisulfite sequencing, oxBS-Seq) 技术，实现全基因组DNA甲基化和羟甲基化单碱基的精准检测，为DNA甲基化检测行业确立新标准，也是国内唯一指定的oxBS技术服务商。
（2） ACE-seq是一种全新的检测DNA羟甲基化的技术。不同于传统的BS-Seq，该技术使用AID/APOBEC家族DNA脱氨酶APOBEC3A (A3A)代替化学脱氨，保证了DNA的完整性。A3A能够特异地脱去C及5mC的氨基使其变为U，而5hmC则因为不被该酶识别，测序时仍被检测为C。这样，便将5hmC与C及5mC区分开来。

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