研究揭示成人神经系统DNA修饰机制

近期翰霍普金斯大学医学院的宋红军（Hongjun Song）和明国丽（Guo-Li Ming）夫妻二人在《自然—神经科学》杂志上发表了题为“Neuronal activity modifies the DNA methylation landscape in the adult brain”的研究论文，揭示了成人神经系统中DNA的修饰机制及其影响效应。 DNA甲基化是最早发现的基因表观修饰方式之一，在维持染色体结构、X染色体失活、基因印记和肿瘤的发生中起着重要的作用。传统的观点认为DNA甲基化是经减数分裂和/或有丝分裂后可遗传的一种高度稳定表观“标记”。此前，宋洪军课题组曾证实在某些刺激的诱导下少数CpG位点甲基化状态可发生改变，然而对于其调控机制却不是很清楚。在这篇文章中研究人员利用新一代测序技术绘制出了成体小鼠大脑海马齿状回神经元全基因组DNA甲基化谱图。并将这些神经元细胞在同步神经刺激前后的甲基化状态进行了比较分析。研究结果显示刺激后海马齿状回神经元的219,991个CpG位点有1.4%的发生了快速去甲基化或de novo甲基化改变。其中部分修饰在至少24小时内维持了稳定状态。此外，研究人员还发现这些修饰虽表现出广泛的基因组分布，但主要还是富集在低密度CpG区域，与调控神经元可塑性的大脑特异性基因密切相关。这些研究表明神经激活介导的DNA甲基化状态改变由可能是成体神经系统中一种重要的表观遗传学调控机制。此外不久前，宋红军和明国丽还Cell杂志上发表了另一篇研究文章称他们开发了一个遗传标记新方法，可以帮助追踪成体小鼠海马齿状回（dentate gyrus）中的单个静态的，能表达巢蛋白的放射状胶质细胞样细胞（radial glia-like，RGL）前体。这种克隆分析方法能识别出RGL活化多个模式，包括对称的，和不对称的自我更新。研究人员发现体内长时程谱系追踪能揭示包括RGL(s)，神经元和星形胶质细胞在内的克隆比例，分析来自自我更新和多谱系分化的个体RGLs的情况。这些研究结果都表明RGLs是自我更新，多能性神经干细胞，这一研究也为了解成人神经干细胞提供了重要资料。（来源：生物通何嫱）