3'UTR调控轴突翻译与视神经再生

背景：在成年哺乳动物中枢神经系统中，轴突再生失败限制了创伤性损伤或神经退行性疾病后的恢复。局部蛋白质翻译在高度区室化的神经元轴突生长调控中起着重要作用。mRNA的3'非翻译区（3'UTRs）在RNA定位和修饰中发挥关键作用。本研究探讨了生长锥和轴突再生中3'UTR的调控。 方法：利用荧光漂白后恢复（FRAP）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，初步比较了通常定位于轴突的Gap43和通常分布于胞体与轴突的γ-肌动蛋白（Actg1）的3'UTR。分析了在有无翻译抑制剂茴香霉素存在下，局部翻译模式对神经营养因子和去极化刺激的反应。在体内视神经损伤后，使用腺相关病毒载体表达具有特定3'UTR的组成型活性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。统计分析使用单因素方差分析或Kruskal-Wallis检验，对于分布不同的数据集使用双尾非配对t检验或Mann-Whitney检验。 结果：我们发现不同的3'UTR导致体外生长锥局部翻译调控的差异，包括对脑源性神经营养因子（BDNF）、福司曲林、睫状神经营养因子（CNTF）、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添加到表达通常调控生长锥和轴突伸长的组成型活性Src的构建体中，增加了Src mRNA和蛋白质的定位，以及通过视神经和视束中磷酸化FAK测量的Src活性，并且Gap43的3'UTR促进了视神经损伤后更多的长距离轴突再生。 结论：这些数据共同增进了我们对3'UTR介导的局部轴突翻译调控复杂性的理解，并指出了通过操纵3'UTR进行生长锥相关蛋白表达和局部翻译的潜在治疗途径。