刘星吟课题组发表研究论文,揭示果蝇组蛋白去甲基化酶KDM5调控自闭症新机制

发布者:张愉悦发布时间:2019-03-25浏览次数:146

      南京医科大学基础医学院病原生物系微生物部,国家生殖医学重点实验室刘星吟教授课题组近日在微生物学的顶级期刊Cell旗下的子刊《Cell Host& Microbe》(JCR一区, IF, 17.8)发表题为“Drosophila KDM5 regulates social behavior through immune control and gut microbiota maintenance.”的长篇研究性论文。

      KDM5家族蛋白是一种去组蛋白甲基化酶,参与基因的表观遗传调控。此前有研究表明,在智力残疾和孤独症患者中,存在KDM5A/KDM5B/KDM5C功能丧失型基因突变。刘星吟教授课题组以果蝇为模型发现KDM5功能丧失会导致肠屏障功能受损和与肠道微生态失调,并出现社交行为异常。通过抗生素治疗或喂食植物乳杆菌,能部分挽救KDM5蛋白功能缺失的果蝇的社交行为、寿命和细胞表型。并从分子机制上详细的揭示了KDM5蛋白是以组蛋白去甲基化酶的方式调控固有免疫信号通路和菌群紊乱。一直以来人们对孤独症的研究主要集中于寻找与孤独症相关的遗传因素以及相应引起的神经发育异常。但是近年来发现环境因素及其免疫因素很可能也是引起孤独症发病的重要原因。因此深入探讨孤独症的发病的遗传,环境因素和免疫因素及其相互作用的机理,对孤独症的预防和干预具有重要的科学意义。刘星吟教授团队以果蝇为模型,揭示了这三者存在密切的联系。遗传因素调控了固有免疫信号通路相关基因的表达,并进一步导致以菌群为代表的内环境,肠道菌群结构紊乱,影响了神经递质5-HT的代谢,从而影响了行为,同时该研究还发现肠道益生菌,可以调整免疫稳态,改善KDM5蛋白缺失的果蝇的社交障碍行为并延长寿命。这项研究成果将有助于人们从多因素互作的角度重新认识孤独症的病理机制,为孤独症的发病机理提供新的理论基础,也为孤独症疾病诊疗提供了新的线索。

      孤独症,是一种广泛的神经发育障碍疾病(Neurodevelopmental  disorder)。典型的孤独症行为主要表现为社会交往障碍、言语和非言语交流缺陷、兴趣狭窄和重复刻板行为等临床特征.目前已成为世界上人数增长最快的严重性病症,占中国儿童精神残疾首位。现在全球每20分钟就有一个孩子被诊断为孤独症,孤独症已成为危害严重的全球公共健康问题。另一方面,孤独症给这些患者自己和家人带来长期沉重的生活、经济和精神压力,并日益成为一个社会问题。然而孤独症由于其复杂的发病行为表征,其发病机理至今仍处于探索阶段。当前南京医科大学生殖医学国家重点实验室已经联合南京医科大学附属脑科医院儿童心理科成立了孤独症研究中心,组建了多个学科强强联合的研究团队,计划从出生队列,菌群稳态,神经发育,环境和遗传多个因素角度深入研究孤独症病理机制,希望为孤独症的预防和诊疗提供更多的科学依据。


      原文地址:

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


刘星吟教授团队参与此项目的成员合影


       该论文通讯作者为刘星吟教授。第一作者是刘星吟教授团队成员:基础医学院2016级硕士生,陈坤,技术员:栾晓婷,讲师:刘歧莎博士,博士后:王建伟博士,科辅:常新霞,以及合作人员美国劳伦斯伯克利研究中心高级研究员:Antoine M.Snijders博士。其他为该论文做出重要贡献的还包括团队成员2016级硕士生,但舟,美国劳伦斯伯克利研究中心高级研究员:Jian-Hua Mao 博士和Susan E. Celnike博士。美国爱因斯坦医学院的Julie Secomeb 副教授,董潇博士。南京医科大学基础医学院分析测试中心: 王志斌工程师。江苏省人类功能基因组重点实验室常晓艾实验师。南京医科大学江苏省实验动物中心:邱晨博士以及江南大学医学院:陈建欢教授,南京医科大学国家生殖医学重点实验室张东教授。刘星吟教授课题组其他研究生,庄瑶瑶,郭梦晨,张乾坤和柳枝博士后,虽然未署名也为该项目作了贡献,在此特意感谢他们的团队合作精神。

       该成果受国家自然科学基金项目NSFC 81671983 和81871628,江苏省自然科学基金BK20161572,南京医科大学高层次引进人才启动研究经费以及南京医科大学肠道微生态创新团队资助。