索尔克研究所科学家发现,TET1基因的缺失会触发小鼠大脑出现过早衰老特征。这项发表于《自然·通讯》的研究揭示了表观遗传调控在大脑衰老中的核心作用,为阿尔茨海默病等神经退行性疾病的治疗带来新希望。
研究团队通过单细胞RNA测序技术发现,TET1基因缺失的小鼠在6个月大时(相当于人类约20岁),其海马体区域出现显著的干细胞分化异常。这些动物模型表现出神经元祖细胞向星形胶质细胞异常转化的现象,导致海马体体积缩小和神经可塑性降低。
"我们观察到基因缺失引发的DNA甲基化异常会破坏神经干细胞的表观遗传记忆。"首席研究员帕西·托莫宁表示,"当TET1酶的功能受损时,DNA去甲基化过程受阻,使干细胞进入错误分化路径。"
实验显示,TET1缺失小鼠的认知能力在3个月内持续下降,空间记忆测试成绩比对照组低40%。通过CRISPR-Cas9技术恢复TET1表达后,实验组小鼠的记忆能力在2周内恢复至正常水平,神经干细胞的异常分化也得到逆转。
该研究还发现TET1介导的DNA去甲基化作用在维持神经祖细胞多能性方面具有关键作用。当这个机制失效时,干细胞会过早进入胶质细胞分化程序,这种现象在老年小鼠大脑中尤为明显。
"这项发现解释了为何某些神经退行性疾病会伴随胶质细胞异常增生。"资深作者约瑟夫·埃克教授指出,"我们正在开发靶向TET1通路的基因疗法,希望为延缓大脑衰老提供新方案。"
研究团队下一步将探索TET1调控机制在人类神经干细胞中的适用性,并计划开展针对阿尔茨海默病患者的表观遗传生物标志物筛查。该研究获得美国国立卫生研究院等机构资助。
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