缺氧条件下K148位点乙酰化的c-Myc保护神经元
研究背景
本研究探讨了一种与癌症相关的转录因子c-myc在缺血性卒中后笔触周围神经元中的作用。尽管c-myc在细胞死亡与生存中的作用已被认识，但其翻译后修饰特别是乙酰化在缺血模型中的研究仍然不足。探讨这些修饰可能对控制中枢神经系统中c-myc的活性具有重要的临床意义。目前关于c-myc乙酰化的研究多局限于非神经元细胞中，本研究旨在调查其在脑卒中恢复期中的表达，以探讨通过乙酰化调节的机制。
论文来源
本文的研究成果由V.V. Guzenko、S.S. Bachurin、V.A. Dzreyan、A.M. Khaitin、Y.N. Kalyuzhnaya及S.V. Demyanenko等人在俄罗斯南联邦大学及罗斯托夫州立医学院共同完成，该研究发表于《Neuromolecular Medicine》2024年第26卷第8期。
研究流程与方法
研究对象与实验方法
实验使用CD-1小鼠和成年雄性Wistar大鼠作为模型。通过光栓塞（photothrombotic）诱导的脑缺血模型对右感知觉皮层进行单侧光激发。研究在不同时间点（4小时、24小时、7天）后取样以分析c-myc的表达及其乙酰化状态。
免疫荧光显微镜技术
采用双免疫荧光技术来确定缺血后笔触周围细胞中c-myc及其乙酰化变体的表达和分布。通过影像处理软件计算荧光强度并使用Jacop插件评估蛋白质共定位。研究中，利用Western blotting技术和蛋白质免疫共沉淀确认了c-myc在核内及胞浆中的表达及其乙酰化水平的变化。
分子动力学模拟
采用GROMACS软件包进行分子动力学模拟，模拟了c-myc蛋白在148和323位置乙酰化对其构象的影响。模拟结果显示148位置的乙酰化显著影响了c-myc的空间结构，可能限制其通过核孔的能力，导致其在细胞质中的累积。
研究方法总结
研究中使用了不同的抑制剂（如p300乙酰转移酶特异性抑制剂plumbagin和去乙酰化酶抑制剂mi192等）来探讨不同酶对c-myc乙酰化/去乙酰化的影响，并用细胞凋亡检测（TUNEL）评估了这些抑制剂对神经细胞凋亡的影响。
主要结果
c-myc在缺血后笔触周围细胞中的表达变化
在缺血后的急性期（4小时和24小时），c-myc在脑皮层核内的表达显著增加，且主要由p300乙酰转移酶在148位置乙酰化。随后的免疫荧光和Western blot结果表明，c-myc在神经元细胞质中的乙酰化水平显著增加，而在恢复期并未超出对照水平。
c-myc 148位置乙酰化的功能意义
分子动力学模拟表明，148位置的乙酰化导致c-myc构象显著改变，可能降低其核内定位，从而减少其转录因子的功能。此外，这种乙酰化可能增强c-myc与未知胞质蛋白的相互作用，促进其在胞质中的累积，这可能抑制其促凋亡效应。
实验数据支持
在使用p300和sirt2酶抑制剂的实验中发现，p300抑制剂plumbagin和去乙酰化酶抑制剂（如sirt2抑制剂AK7）能影响c-myc在不同亚细胞结构中的乙酰化水平，进一步支持乙酰化对于c-myc功能调节的重要性。
研究价值与意义
这项研究表明，调节c-myc在148位置的乙酰化可显著影响其在缺血性损伤状态下的功能。通过提高p300乙酰转移酶的活性或使用特异性sirt2抑制剂来增加c-myc的乙酰化水平，可能成为促进缺血后神经元再生的潜在治疗策略。这一研究对缺血性脑损伤后的神经保护治疗具有重要启示，同时也拓展了对癌症相关蛋白在非肿瘤环境中的功能理解。
研究亮点
- 发现关键的翻译后修饰位点：首次揭示了c-myc在脑缺血中关键的148位置乙酰化。
- 创新性的方法：结合免疫共沉淀、双免疫荧光和分子动力学模拟系统分析c-myc乙酰化对其功能的影响。
- 潜在临床应用：利用酶抑制剂调控c-myc乙酰化为缺血性脑损伤提供新颖的治疗策略。
这项研究不仅加深了对c-myc在神经元中的作用机制的理解，还为未来治疗缺血性脑损伤提供了新的可能性。