3'UTR对轴突翻译和视神经再生的调控

背景：在成年哺乳动物中枢神经系统中，轴突再生的失败限制了创伤性损伤或神经退行性疾病后的恢复。局部蛋白质翻译已被认为参与高度区室化神经元中轴突生长的调控。mRNA的3'非翻译区在RNA定位和修饰中发挥关键作用。我们研究了3'UTR在生长锥和轴突再生中的调控。方法：使用荧光漂白后恢复技术，我们检测了原代神经元远端生长锥中mRNA 3'UTR相关局部翻译的动态变化，最初比较了通常定位于轴突的Gap43和通常分布于胞体和轴突的γ-肌动蛋白的3'UTR。分析了在有无翻译抑制剂茴香霉素的情况下，响应神经营养因子和去极化刺激的局部翻译模式。使用腺相关病毒载体在视神经损伤后体内表达带有特定3'UTR的组成性活性Src。检测轴突生长和Src信号以确定3'UTR在轴突再生中的功能。统计分析使用单向方差分析或Kruskal-Wallis检验，以及双尾非配对t检验或Mann-Whitney检验（适用于不同分布的数据集）。结果：我们发现不同的3'UTR在体外生长锥中导致局部翻译调控的差异，包括对脑源性神经营养因子、毛喉素、睫状神经营养因子、去极化和复极化等相关信号的反应。在体内，我们发现将Gap43或Actg1的3'UTR添加到表达组成性活性Src（通常调控生长锥和轴突伸长）的构建体中，增加了Src mRNA和蛋白的定位，以及视神经和视束中Src活性（通过磷酸化FAK测量），并且Gap43的3'UTR在视神经损伤后促进了更远距离的轴突再生。结论：这些数据共同增强了对3'UTR介导的局部轴突翻译调控复杂性的理解，并指出了通过3'UTR操作实现生长锥相关蛋白表达和局部翻译的潜在治疗途径。