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PRMT1介導的EZH2甲基化通過靶向抑制SOCS3促進帕金森病發生和發展

2025-03-12 00:00:00馮丹劉韻左方婭劉紛紛郭修紅劉鈺淇陳蘭蘭王玉潔田錦勇
臨床神經外科雜志 2025年1期
關鍵詞:帕金森病

【摘要】 目的 探究精氨酸甲基轉移酶1(PRMT1)通過調味增強子同源物2(EZH2)調控細胞因子信號抑制因子3(SOCS3)介導的帕金森病(PD)機制。方法 以小鼠多巴胺能神經元細胞為研究對象,采用1-甲基-4-苯基吡啶離子(MPP+)建立PD體外細胞模型。將小鼠多巴胺能神經元細胞分為對照組、MPP+組、MPP++si-NC組、MPP++si-PRMT1組、MPP++si-PRMT1+oe-NC組、MPP++si-PRMT1+oe-EZH2組。觀察各組細胞在細胞凋亡、細胞活力、EZH2在SOCS3啟動子上的富集程度、PRMT1、EZH2、SOCS3、pT311-EZH2方面的表達。結果 MPP+組細胞凋亡率高于對照組(Plt;0.05),而細胞活力低于對照組(Plt;0.05)。MPP+組EZH2在SOCS3啟動子上的富集程度顯著高于對照組,且PRMT1及EZH2表達高于對照組(Plt;0.05),SOCS3及pT311-EZH2低于對照組。MPP++si-PRMT1組細胞凋亡率低于MPP++si-NC組(Plt;0.05),但細胞活力高于MPP++si-NC組(Plt;0.05)。MPP++si-PRMT1組EZH2在SOCS3啟動子上的富集程度少于MPP++si-NC組,PRMT1及EZH2表達低于MPP++si-NC組(Plt;0.05),但SOCS3及pT311-EZH2表達高于MPP++si-NC組(Plt;0.05)。MPP++si-PRMT1+oe-EZH2組EZH2高于MPP++si-PRMT1+oe-NC組(Plt;0.05),而SOCS3低于MPP++si-PRMT1+oe-NC(Plt;0.05)。MPP++si-PRMT1+oe-EZH2組細胞凋亡率高于MPP++si-PRMT1+oe-NC組(Plt;0.05),但細胞活力低于MPP++si-PRMT1+oe-NC組(Plt;0.05)。結論 PRMT1通過抑制EZH2蛋白T311殘基磷酸化增強EZH2穩定性,進而下調SOCS3,引起PD中多巴胺能神經元細胞死亡,促進PD發生和發展。

【關鍵詞】 帕金森病;細胞因子信號抑制因子3;精氨酸甲基轉移酶1;調味增強子同源物2

【中圖分類號】 R742.5" 【文獻標志碼】 A" 【文章編號】 1672-7770(2025)01-0061-08

PRMT1-mediated methylation in EZH2 promoted the occurrence and development of Parkinson’s disease via inhibiting SOCS3

Abstract: Objective To reveal protein arginine methyltransferase 1(PRMT1) regulates suppressor of cytokine signaling 3(SOCS3)-mediated pathology of Parkinson’ disease(PD) via Enhancer of zeste homolog 2(EZH2)." Methods In this study, mouse dopaminergic neuronal cells were incubated with 1-methyl-4-phenylpyridiniumion(MPP+) to mimic PD in vitro. Mouse dopaminergic neuronal cells were divided into control, MPP+, MPP++si-NC, MPP++si-PRMT1, MPP++si-PRMT1+oe-NC and MPP++si-PRMT1+oe-EZH2 group. The changes in apoptosis, viability, enrichment of EZH2 in SOCS3, PRMT1, EZH2, SOCS3 and pT311-EZH2 in the six groups were compared. Results Compared to control group, MPP+ group developed the increases in apoptosis, PRMT1, EZH2 and enrichment of EZH2, and the decreases in cel viability, SOCS3 and p-T311-EZH2. Compared to MPP++si-NC group, MPP++si-PRMT1 group showed the reductions in apoptosis, PRMT1, EZH2 and enrichment of EZH2, and the elevations in cell viability, SOCS3 and p-T311-EZH2. Compared to MPP++si-PRMT1+oe-NC group, MPP++si-PRMT1+oe-EZH2 group displayed the enhancement of apoptosis and EZH2 and the decline in SOCS3 and cell viability. Conclusions PRMT1 stabilizes EZH2 via inhibiting the phosphorylation of Thr311 located in EZH2, thereby downregulating SOCS3 to induce the death in dopaminergic neuronal cells during PD, so as to promoted the occurrence and development of D.

Key words: Parkinson’s disease; suppressor of cytokine signaling 3; protein arginine methyltransferase 1; enhancer of zeste homolog 2

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是第二大神經退行性疾病,患者總人數占全球65歲及以上人口的2%~3%[1]。PD具有“黑質多巴胺能神經細胞退變及減少”及“路易小體形成”等病理學特征,臨床上主要表現為運動障礙、強直、震顫、情緒障礙、睡眠障礙、認知障礙、疼痛等癥狀[24]。在PD發病機制中,路易小體的形成及積累促進多巴胺能神經細胞變性、死亡,從而導致人體內多巴胺耗竭,引起運動障礙等PD臨床癥狀[56],因此多巴胺能神經細胞死亡是引起PD發生的核心機制。引起多巴胺能神經細胞死亡的原因復雜且多變,探清多巴胺能神經細胞死亡機制有助于提高人們對PD發病機制的認識,為PD治療提供潛在的作用靶點。

精氨酸甲基轉移酶1(arginine methyltransferase 1, PRMT1)是精氨酸甲基化轉移酶的主要成員,介導蛋白質精氨酸殘基側鏈的單甲基化及不對稱二甲基化修飾[7]。有研究指出PRMT1在PD動物及細胞模型中表達顯著上調,過表達PRMT1可誘導多巴胺能神經元細胞死亡,并促進PD發生。由此可見,PRMT1對PD發病機制具有重要影響[8],但其確切的作用機制仍需進一步研究。轉錄因子調味增強子同源物2(enhancer of zeste homolog 2,EZH2)在PD中表達上調,且在多巴胺能神經元發育和生長發揮重要作用[910]。PRMT1參與調控EZH2的轉錄因子活性,新近研究證實PRMT1通過催化EZH2第342位精氨酸甲基(meR342)化修飾抑制EZH2蛋白T311殘基磷酸化,這一機制可增強EZH2蛋白穩定性,進而促進EZH2增強EZH2對下游靶基因的轉錄抑制作用[11]。細胞因子信號抑制因子3(suppressor of cytokine signaling 3,SOCS3)在PD發生和發展發揮重要的調控作用。SOCS3是細胞因子調控蛋白,可抑制多種細胞類型中細胞因子白介素-6(interleukin-6,IL-6)的信號傳導[1213]。在PD大鼠模型中SOCS3活化可抑制HMGB1/RAG/NF-κB通路介導的神經炎癥,緩解炎癥引起的多巴胺能神經細胞死亡[14],因此SOCS3是調控多巴胺能神經細胞生長及存活的重要靶點。有證據指出,EZH2可通過調控SOCS3基因上組蛋白H3第27位賴氨酸三甲基化(H3K27me3)抑制SOCS3轉錄 [1516],提示在PD中EZH2可能通過抑制SOCS3轉錄調控多巴胺能神經細胞死亡。綜上,本研究擬以MPP+誘導的多巴胺神經元細胞SN-4741細胞為研究對象,旨在探究PRMT1/EZH2/SOCS3軸對多巴胺能細胞死亡的調控作用,為PD機制研究提供有力的科學依據。

1 材料與方法

1.1 細胞培養 選用小鼠多巴胺能神經元細胞SN-4741細胞為建模對象(BS-C02402946,上海賓穗生物科技有限公司)。采用含10%胎牛血清(美國Gibco公司)及1%鏈青霉素混合液(美國Gibco公司)的高糖DMEM培養基[E600003;生工生物工程(上海)股份有限公司]孵育細胞,37 ℃及5% CO2下培養,每隔兩天更換1次新鮮培養基,待細胞培養至80%~90%覆蓋率后進行實驗研究。

1.2 PD體外模型 采用1-甲基-4-苯基吡啶離子(1-methyl-4-phenylpyridiniumion,MPP+)(HY-W008719;美國MedChemExpress公司)處理SN-4741細胞以構建PD體外模型。MPP+試劑溶于DMSO中,使用100 μL新鮮細胞培養基稀釋。細胞接種至6孔板中,貼壁后吸去100 μL細胞培養基,加入100 μL含MPP+試劑的細胞培養基,MPP+最終濃度為50 μmol/L。33 ℃及5% CO2下處理24 h。對需進行細胞轉染的實驗組,先行細胞轉染,48 h后進行MPP+誘導。

1.3 質粒構建及細胞轉染 為探究PRMT1在PD中的調控作用,本研究擬構建PRMT1 siRNA序列以敲低PRMT1在PD體外模型中的表達。PRMT1 siRNA及NC siRNA由美國圣克魯斯生物公司設計并合成。為進一步驗證PRMT1通過EZH2發揮調控作用,本研究擬基于pcDNA3.1質粒構建EZH2過表達質粒(oe-EZH2),以期逆轉PRMT1對EZH2的作用效果。首先,使用聚合酶鏈反應(polymerase chain reaction,PCR)儀(美國Applied Biosystems公司)體外擴增EZH2目的基因片段,回收DNA,并通過雙酶切對EZH2片段進行切割,取pcDNA 3.1質粒,行雙酶切。隨后,通過DNA連接酶將EZH2連接至pcDNA3.1質粒上,并將質粒轉化至感受態大腸桿菌中,培養適當時間后挑選陽性菌落,測序,獲得EZH2過表達載體(oe-EZH2),并以空載pcDNA3.1質粒為陰性對照(oe-NC)。

采用Lipofectamine 3000試劑盒(美國Invitrogen公司)轉染oe-EZH2至細胞以上調EZH2表達,oe-NC為陰性對照。使用Lipofectamine RNAiMAX試劑盒(美國Invitrogen公司)行PRMT1 siRNA(si-PRMT1)轉染以敲低PRMT1表達,NC siRNA(si-NC)為陰性對照。轉染6 h后更換細胞培養基,轉染48 h后通過熒光定量PCR檢測轉染效果。

1.4 流式細胞儀檢測細胞凋亡 本研究采用流式細胞儀檢測各組細胞凋亡率。細胞接種至6孔板中,貼壁后根據分組給予相應處理。實驗后消化細胞,加入磷酸鹽緩沖液(phosphate buffer saline,PBS)溶液重懸細胞,1 000 g離心5 min,收集細胞,加入PBS溶液重懸細胞。取細胞,1 000 g離心5 min,棄上清液,采用Annexin V-FITC/PI染色試劑盒(C1062S;上海碧云天生物技術有限公司)對凋亡細胞進行染色標記。通過流式細胞儀(美國Beckman公司)表征細胞凋亡率。

1.5 CCK-8檢測細胞活力 本研究采用CCK-8試劑盒(C0037;上海碧云天生物技術有限公司)檢測各組細胞活力。細胞接種至6孔板中,貼壁后根據分組給予相應處理。實驗后每孔加入10 μL CCK-8試劑,33 ℃孵育1 h。采用酶標儀(美國Thermo Fisher公司)檢測450 nm處吸光度(optical density,OD)。計算細胞活力(%)。

1.6 熒光定量PCR 本研究采用熒光定量PCR對各組細胞中PRMT1及SOCS3表達行定量分析。取細胞樣品,采用RNA提取試劑盒(R1200;北京索萊寶科技有限公司)提取總RNA。使用PCR儀并結合逆轉錄-熒光定量PCR試劑盒(一步法)[FP313;天根生化科技(北京)有限公司]對RNA進行逆轉錄及熒光定量分析。PCR程序如下:逆轉錄,50 ℃反應30 min;預變性,95 ℃反應3 min;變性,95 ℃反應15 s,退火/延伸/熒光采集,60 ℃反應30 s,共40次循環;熔解曲線分析:95 ℃,5 s;60 ℃,15 s;95 ℃,15 s。PRMT1上游引物:5′-CTGCCTCTTCTA CGAGTCCATG-3′;PRMT1下游引物:5′-TCGGTC CTCAATGGCTGTCACA-3′;SOCS3上游引物序列:5′-GCTCCAAAAGCGAGTACCAG-3′;SOCS3下游引物序列:5′-TGACGCTCAACGTGAAGAAG-3′;GAPDH上游引物序列:5′-AGCCCAAGATGCCCTTCAGT-3′;GAPDH下游引物序列:5′-CCGTGTTCCTACCCC CAATG-5′。以GAPDH為內參基因,采用2-ΔΔCt法對SOCS3及PRMT1表達量進行標準化處理。

1.7 Western Blot""" 本研究采用Western Blot對各組細胞中SOCS3、EZH2、pT311 EZH2行蛋白水平檢測。收集細胞樣品,加入RIPA裂解液RIPA裂解液(R0020;北京索萊寶科技有限公司),置于冰上,至細胞充分裂解后,12 000 g、4 ℃離心10 min,取上清液。取少量上清液,采用BCA蛋白濃度檢測試劑盒定量。向蛋白樣品中加入loading buffer,95 ℃加熱至蛋白變性。使用SDS-PAGE凝膠試劑盒(P0901;上海碧云天生物)制備SDS-PAGE凝膠,上樣,每條泳道加入20 μL上清液,使用電泳儀(美國Bio-Rad公司)行電泳分離。冰浴條件下,通過濕式轉膜儀(美國Bio-Rad公司)將蛋白轉印至聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)膜(ISEQ00010,北京索萊寶科技有限公司)。加入Western Blot封閉液(SW3010,北京索萊寶科技有限公司),室溫封閉1 h,期間搖床振蕩。移除Western Blot封閉液,1X TBST緩沖液洗滌3次后加入1抗,4 ℃孵育過夜。回收1抗,1× Tris鹽緩沖液(Tris buffer solution Tween,TBST)緩沖液(T1081;北京索萊寶生物)洗滌3次后加入辣根過氧化物酶交聯的2抗(稀釋度1∶1 000),室溫孵育1 h。回收2抗,洗滌3次后使用超敏增強型化學發光試劑盒(enhanced chemiluminescence,ECL)(P0018S;上海碧云天生物技術有限公司)行顯影處理。通過蛋白凝膠成像儀觀察蛋白條帶,并以GAPDH為內參計算蛋白相對水平。1抗及其稀釋度如下:SOCS3抗體(52113,美國Cell signaling technolgy公司),稀釋度1∶1 000;GAPDH抗體(2118,美國Cell signaling technology公司),稀釋度1∶1 000;EZH2抗體(4905,美國Cell signaling technolgy公司),稀釋度1∶1 000;pT311-EZH2抗體(IPH2494,江蘇泰州佰嘉生物科技有限公司),稀釋度1∶2 000。

1.8 ChIP-PCR 使用ChIP-PCR試劑盒(Bes5104,廣州伯信生物)驗證EZH2與SOCS3啟動子的結合關系。取細胞,加入4%多聚甲醛,室溫固定10 min。移除甲醛,加入裂解液透化細胞膜,超聲破碎使DNA片段化,4 ℃、10 000 g離心10 min,去除不溶物質,取300 μL樣本,并與EZH2抗體或正常兔IgG抗體(陰性對照)(ab172730,美國Abcam公司,稀釋度1∶100)混合,4 ℃孵育過夜。使用ChIP級蛋白A/G磁珠沉淀蛋白-DNA復合物。解交聯并純化DNA,采用熒光定量PCR技術定量SOCS3水平。ChIP-qPCR引物序列如下:SOCS3上游引物,5′ -CGCTTCGGGACTAGGTAGGA-3′;SOCS3下游引物,5′-AGAAACCGGGAAAAGCTCCC-3′。

1.9 統計與分析 本研究使用SPSS 23.0軟件進行統計學分析。所有實驗數據均經過三次生物重復實驗,對三次實驗數據取均值,并計算標準差。采用單因素方差分比較組間差異,事后兩兩比較為LSD-t檢驗。所有統計學方法均為雙尾檢驗。以Plt;0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 敲低PRMT1對MPP+誘導的SN-4741細胞凋亡及活力的影響 經單因素方差分析,對照組、MPP+組、MPP++si-NC組、MPP++si-PRMT1組在PRMT1、細胞凋亡率、細胞活力方面存在顯著性差異(均Plt;0.05);MPP+組PRMT1表達高于對照組(Plt;0.05),MPP+組細胞凋亡率高于對照組(Plt;0.05),而細胞活力小于對照組(Plt;0.05),表明MPP+誘導的PD體內模型伴隨有細胞凋亡增加,細胞活力降低,以及PRMT1表達上調;MPP++si-NC組與MPP+組在PRMT1表達、細胞凋亡率、細胞活力方面無統計學差異(Pgt;0.05),表明siRNA轉染這一方式不影響實驗結果;MPP++si-PRMT1組PRMT1表達低于MPP++si-NC組(Plt;0.05);MPP++si-PRMT1組細胞凋亡率小于MPP++si-NC組(Plt;0.05),而細胞活力高于MPP++si-NC組(Plt;0.05),表明下調PRMT1可抑制MPP+誘導的細胞凋亡。見圖1。

2.2 敲低PRMT1對MPP+誘導的SN-4741細胞中SOCS3表達的影響 經單因素方差分析,對照組、MPP+組、MPP++si-NC組、MPP++si-PRMT1組的SOCS3表達具有統計學差異(Plt;0.05);MPP+組SOCS3表達低于對照組,MPP++si-NC組與MPP+組的SOCS3表達無統計學差異,MPP++si-PRMT1組SOCS3表達高于MPP++si-NC組(Plt;0.05)。見圖2。由此可見,SOCS3在MPP+誘導的PD體外模型中表達下調,而敲低PRMT1可逆轉這一趨勢,引起SOCS3上調,提示在PD中PRMT1可能負向調控SOCS3表達。

2.3 敲低PRMT1抑制EZH2在SOCS3上的募集通過ChIP-qPCR檢測EZH2在SOCS3啟動子上的富集程度。經單因素方差分析,對照組、MPP+組、MPP++si-NC組、MPP++si-PRMT1組的EZH2富集程度具有顯著性差異(Plt;0.05);MPP+組富集程度高于對照組(Plt;0.05),MPP++si-NC組與MPP+組的富集程度無顯著性差異(Pgt;0.05),MPP++si-PRMT1組富集程度低于MPP++si-NC組(Plt;0.05)。由此可見,在PD中EZH2高度富集于SOCS3啟動子上,敲低PRMT1抑制了EZH2在SOCS3上的募集。見圖3。

2.4 敲低PRMT1對EZH2表達及其T311磷酸化的影響 經單因素方差分析,對照組、MPP+組、MPP++si-NC組、MPP++si-PRMT1組EZH2及pT311-EZH2蛋白水平具有統計學差異(Plt;0.05);MPP+組EZH2高于對照組(Plt;0.05),而pT311-EZH2低于對照組(Plt;0.05);MPP++si-NC組與MPP+組的EZH2及pT311-EZH2蛋白水平無顯著性差異(Pgt;0.05);MPP++si-PRMT1組EZH2蛋白水平低于MPP++si-NC組(Plt;0.05),而pT311-EZH2高于MPP++si-NC組(Plt;0.05)。以上結果表明,在PD中EZH2上調,其T311位點磷酸化水平降低,而敲低PRMT1導致EZH2下調,其T311位點磷酸化水平升高,由此可見EZH2上T311位點磷酸化可負向調控EZH2表達,敲低PRMT1可能促進T311位點磷酸化。見圖4。

2.5 上調EZH2逆轉敲低PRMT1對SOCS3的調控經單因素方差分析,MPP++si-NC組、MPP++si-PRMT1組、MPP++si-PRTMT1+oe-NC組、MPP++si-PRMT1+oe-SOCS3組的EZH2及SOCS3表達具有顯著性差異(Plt;0.05);MPP++si-PRMT1組EZH2表達低于MPP++si-NC組(Plt;0.05),SOCS3表達高于MPP++si-NC組(Plt;0.05),表明敲低PRMT1引起EZH2下調及SOCS3上調;MPP++si-PRMT1+oe-NC與MPP++si-PRMT1組的EZH2及SOCS3表達無顯著性差異(Pgt;0.05),表明過表達質粒轉染這一方式不影響實驗結果;MPP++si-PRMT1+oe-EZH2組EZH2高于MPP++si-PRMT1+oe-NC組(Plt;0.05),SOCS3低于MPP++si-PRMT1+oe-NC組(Plt;0.05),表明過表達EZH2可逆轉敲低PRMT1對SOCS3的作用,引起SOCS3下調。見圖5。

2.6 上調EZH2逆轉敲低PRMT1對細胞凋亡的影響 經單因素方差分析,MPP++si-NC組、MPP++si-PRMT1組、MPP++si-PRTMT1+oe-NC組、MPP++si-PRMT1+oe-SOCS3組細胞凋亡率具有顯著性差異(Plt;0.05);MPP++si-PRMT1組細胞凋亡率低于MPP++si-NC組(Plt;0.05);MPP++si-PRMT1+oe-NC與MPP++si-PRMT1組的細胞凋亡率無統計學差異(Pgt;0.05),MPP++si-PRMT1+oe-EZH2組細胞凋亡率高于MPP++si-PRMT1+oe-NC組(Plt;0.05)。以上結果表明,在PD中敲低PRMT1可抑制細胞凋亡,而過表達EZH2逆轉敲低PRMT1對細胞凋亡的影響,導致細胞凋亡升高。見圖6。

2.7 上調EZH2逆轉敲低PRMT1對細胞活力的影響 經單因素方差分析,MPP++si-NC組、MPP++si-PRMT1組、MPP++si-PRTMT1+oe-NC組、MPP++si-PRMT1+oe-SOCS3組細胞活力具有顯著性差異(Plt;0.05);MPP++si-PRMT1組細胞活力高于MPP++si-NC組(Plt;0.05);MPP++si-PRMT1+oe-NC與MPP++si-PRMT1組的細胞活力無統計學差異(Pgt;0.05);MPP++si-PRMT1+oe-EZH2組細胞活力低于MPP++si-PRMT1+oe-NC組(Plt;0.05)。見圖7。以上結果表明,在PD中敲低PRMT1可促進細胞活力,而過表達EZH2逆轉敲低PRMT1對細胞活力的影響,導致細胞活力降低。

3 討 論

多巴胺能神經元死亡是PD神經病理學的主要特征[17]。多巴胺能神經元細胞死亡受多種因素影響,在這之中基因學異常發揮重要作用。PMRT1與細胞死亡密切相關。既往研究證實,PRMT1可通過Sirtuin 1依賴性途徑及p38絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)/c-Jun N端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)通路等誘導細胞凋亡[1819]。本研究發現,在PD多巴胺能神經元細胞模型表現為PRMT1表達顯著上調,并伴隨有細胞凋亡升高及細胞活力降低,而敲低PRMT1可抑制多巴胺能神經元細胞凋亡,并促進細胞活力。由此可見,PRMT1是改善PD中多巴胺能神經元缺陷的重要靶點。

EZH2是一種組蛋白賴氨酸甲基化轉移酶,通過催化靶基因的H3K27me修飾引起基因沉默[20]。PRMT1具有精氨酸甲基化催化酶活力。新近研究表明在乳腺癌細胞中PRMT1可通過催化EZH2上精氨酸甲基化上調EZH2蛋白水平,繼而影響EZH2對目標靶基因的基因沉默作用[2122]。然而既往研究中并無證據證實兩者在PD中的確切聯系。本研究發現,PD多巴胺能神經元模型表現為EZH2表達下調,而敲低PRMT1可促進EZH2蛋白T311磷酸化,并導致EZH2下調。同時本研究也證實,上調EZH2可逆轉敲低PRMT1對PD多巴胺能神經元細胞凋亡及活力的影響。由此可見,在PD中PRMT1通過抑制EZH2的T311磷酸化上調其表達,進而誘導多巴胺能神經元細胞死亡。

SOCS3與多巴胺能神經元細胞死亡息息相關。本研究發現,SOCS3在PD多巴胺能神經元細胞中表達降低,提示SOCS3與PD發病機制關系密切。有研究指出,SOCS3在伴隨有-突觸核蛋白過度沉積的神經元細胞中表達下調,而SOCS3表達增加有助于抑制-突觸核蛋白誘導的神經元細胞死亡及炎癥反應[23]。由此可見,SOCS3表達異常是導致PD中多巴胺能神經元細胞死亡的重要原因。新近研究證實,EZH2可催化SOCS3上H3K27me修飾,通過抑制SOCS3表達激活神經元的炎癥信號通路,并影響神經生理活動[1516,24],表明EZH2可通過組蛋白甲基化調控神經元中SOCS3轉錄表達。鑒于PRMT1對EZH2的表觀學作用,本研究進一步探究了PRMT、EZH2、SOCS3在PD多巴胺能神經元細胞中的調控關系。結果顯示,敲低PRMT1導致SOCS3表達上調,并降低EZH2在SOCS3啟動子上的富集程度,而上調EZH2可逆轉敲低PRMT1對SOCS3表達的影響。以上結果表明,PRMT1可通過EZH2抑制SOCS3表達,繼而引起多巴胺能神經元細胞死亡。

目前觀點認為,SOCS3可通過抑制JAK2/STAT3通路影響神經退行性病變[25]。當細胞因子與細胞膜受體結合后引起JAK2磷酸化,繼而激活SOCS3并促進其易位至細胞核以調節IL-6等促炎基因表達。SOCS3可通過結合細胞膜受體抑制JAK2磷酸化,從而干擾后續STAT3激活及IL-6基因表達,并最終促進神經炎癥,加速多巴胺神經元細胞死亡[26]。由此可見,JAK2/STAT3通路是SOCS3調控PD進展的重要機制。因此,當PRMT1通過EZH2依賴性途徑下調SOCS3表達后,JAK2/STAT3通路活性隨之升高,從而上調細胞核中靶基因表達,并最終促進PD進展。本研究結果提示,PRMT1/EZH2/SOCS3軸與JAK2/STAT3通路存在潛在關系,故而后續研究可深入探究兩者在PD發病機制中的調控作用,進一步揭示PRMT1在PD中的調控機制,為PD防治及診斷提供研究依據。

本研究仍存在以下不足。首先,盡管本研究通過MPP+誘導的多巴胺能神經元細胞損傷模型模擬了PD體外病理狀況,然而該模型仍存在無法完全模擬人體多巴胺能神經元復雜環境的局限性,且未能在結合PD體內模型驗證PRMT1/EZH2/SOCS3軸對多巴胺能神經元缺失的調控機制,這也是本研究的局限性之一。后續擬增加動物實驗,通過MPTP誘導的PD大鼠模型驗證PRMT1/EZH2/SOCS3軸對多巴胺能神經元的調控作用。其次,本研究已證實PRMT1、EZH2、SOCS3在PD多巴胺神經元細胞中的重要作用,卻未能結合臨床研究探討三者的臨床價值。PRMT1、EZH2、SOCS3在PD中的差異表達提示三者具有生物標志物潛能,可用于PD早期診斷及風險分層。此外,本研究結果也表明PRMT1、EZH2、SOCS3可作為作用靶點用于PD治療,PRMT1抑制劑、EZH2抑制劑、SOC3激活劑等靶向藥物將有助于逆轉PD中多巴胺能神經元細胞死亡。然而目前上述藥物在PD中的治療效果及機制尚不明確,仍需進一步研究。為解決上述不足,后續將設計一系列臨床前實驗以探清PRMT1/EZH2/SOCS3軸靶向藥物在PD中的治療作用及價值,隨后在臨床水平上對PD患者展開前瞻性研究分析,應用相關性分析探究PRMT1、EZH2、SOCS3與PD患者臨床病理特征的相關性,評價三者在PD診斷中的預測效能,并觀察相關靶向藥物在PD中的臨床療效。

綜上所述,本研究證實PRMT1通過促進EZH2蛋白T311殘基磷酸化增強EZH2穩定性,進而抑制下游SOCS3表達,引起多巴胺能神經元細胞死亡。本研究從表觀遺傳學角度揭示了導致PD中SOCS3失活的可能原因,并首次明確了PRMT1、EZH2、SOCS3在PD多巴胺能神經元缺陷中的調控作用,三者有望作為重要靶點用于PD治療。此外,PRMT1、EZH2、SOCS3也具有PD生物標志物的潛在價值。

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