劉星吟課題組在Cell Host& Microbe雜誌發表研究論文,揭示果蠅組蛋白去甲基化酶KDM5調控自閉症新機製

發布者:張愉悅發布時間:2019-03-25瀏覽次數:222

      南京醫科大學基礎醫學院病原生物係微生物部,國家生殖醫學重點實驗室劉星吟教授課題組近日在微生物學的頂級期刊Cell旗下的子刊《Cell Host& Microbe》(JCR一區, IF, 17.8)發表題為“Drosophila KDM5 regulates social behavior through immune control and gut microbiota maintenance.”的長篇研究性論文。

      KDM5家族蛋白是一種去組蛋白甲基化酶,參與基因的表觀遺傳調控。此前有研究表明,在智力殘疾和孤獨症患者中,存在KDM5A/KDM5B/KDM5C功能喪失型基因突變。劉星吟教授課題組以果蠅為模型發現KDM5功能喪失會導致腸屏障功能受損和與腸道微生態失調,並出現社交行為異常。通過抗生素治療或喂食植物乳杆菌,能部分挽救KDM5蛋白功能缺失的果蠅的社交行為、壽命和細胞表型。並從分子機製上詳細的揭示了KDM5蛋白是以組蛋白去甲基化酶的方式調控固有免疫信號通路和菌群紊亂。一直以來人們對孤獨症的研究主要集中於尋找與孤獨症相關的遺傳因素以及相應引起的神經發育異常。但是近年來發現環境因素及其免疫因素很可能也是引起孤獨症發病的重要原因。因此深入探討孤獨症的發病的遺傳,環境因素和免疫因素及其相互作用的機理,對孤獨症的預防和幹預具有重要的科學意義。劉星吟教授團隊以果蠅為模型,揭示了這三者存在密切的聯係。遺傳因素調控了固有免疫信號通路相關基因的表達,並進一步導致以菌群為代表的內環境,腸道菌群結構紊亂,影響了神經遞質5-HT的代謝,從而影響了行為,同時該研究還發現腸道益生菌,可以調整免疫穩態,改善KDM5蛋白缺失的果蠅的社交障礙行為並延長壽命。這項研究成果將有助於人們從多因素互作的角度重新認識孤獨症的病理機製,為孤獨症的發病機理提供新的理論基礎,也為孤獨症疾病診療提供了新的線索。

      孤獨症,是一種廣泛的神經發育障礙疾病(Neurodevelopmental  disorder)。典型的孤獨症行為主要表現為社會交往障礙、言語和非言語交流缺陷、興趣狹窄和重複刻板行為等臨床特征.目前已成為世界上人數增長最快的嚴重性病症,占中國兒童精神殘疾首位。現在全球每20分鍾就有一個孩子被診斷為孤獨症,孤獨症已成為危害嚴重的全球公共健康問題。另一方麵,孤獨症給這些患者自己和家人帶來長期沉重的生活、經濟和精神壓力,並日益成為一個社會問題。然而孤獨症由於其複雜的發病行為表征,其發病機理至今仍處於探索階段。當前南京醫科大學生殖醫學國家重點實驗室已經聯合南京醫科大學附屬腦科醫院兒童心理科成立了孤獨症研究中心,組建了多個學科強強聯合的研究團隊,計劃從出生隊列,菌群穩態,神經發育,環境和遺傳多個因素角度深入研究孤獨症病理機製,希望為孤獨症的預防和診療提供更多的科學依據。


      原文地址:

      https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S193131281930099X


劉星吟教授團隊參與此項目的成員合影


       該論文通訊作者為劉星吟教授。第一作者是劉星吟教授團隊成員:基礎醫學院2016級碩士生,陳坤,技術員:欒曉婷,講師:劉歧莎博士,博士後:王建偉博士,科輔:常新霞,以及合作人員美國勞倫斯伯克利研究中心高級研究員:Antoine M.Snijders博士。其他為該論文做出重要貢獻的還包括團隊成員2016級碩士生,但舟,美國勞倫斯伯克利研究中心高級研究員:Jian-Hua Mao 博士和Susan E. Celnike博士。美國愛因斯坦醫學院的Julie Secomeb 副教授,董瀟博士。南京醫科大學基礎醫學院分析測試中心: 王誌斌工程師。江蘇省人類功能基因組重點實驗室常曉艾實驗師。南京醫科大學江蘇省實驗動物中心:邱晨博士以及江南大學醫學院:陳建歡教授,南京醫科大學國家生殖醫學重點實驗室張東教授。劉星吟教授課題組其他研究生,莊瑤瑤,郭夢晨,張乾坤和柳枝博士後,雖然未署名也為該項目作了貢獻,在此特意感謝他們的團隊合作精神。

       該成果受國家自然科學基金項目NSFC 81671983 和81871628,江蘇省自然科學基金BK20161572,南京醫科大學高層次引進人才啟動研究經費以及南京醫科大學腸道微生態創新團隊資助。