《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research》：Engrailed, a target of the miR-92 family, attenuates Tau accumulation and associated memory deficits in Drosophila
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Minh Nguyet Nguyen|Tae Hoon Ryu|Jeong-Soo Lee|Seung-Hyun Hong|Sung-Eun Yoon|Young-Joon Kim|Kweon Yu韩国生物科学技术研究院（KRIBB）疾病靶点研究中心，代谢与神经生理学研究组，大田
Minh Nguyet Nguyen|Tae Hoon Ryu|Jeong-Soo Lee|Seung-Hyun Hong|Sung-Eun Yoon|Young-Joon Kim|Kweon Yu
韩国生物科学技术研究院（KRIBB）疾病靶点研究中心，代谢与神经生理学研究组，大田，大韩民国
摘要
阿尔茨海默病（AD）是一种进行性神经退行性疾病，其特征是淀粉样β（Aβ）斑块和由过度磷酸化的Tau蛋白组成的神经纤维缠结的病理积累。虽然microRNAs（miRNAs）已被证实是基因表达的关键调节因子以及AD的潜在生物标志物，但它们在Tau病理学中的作用仍不完全清楚。在这项研究中，我们利用果蝇模型探讨了miR-92家族及其下游靶基因在调节Tau诱导的神经退行性变中的作用。miR-92家族成员miR-311、miR-312和miR-313的过表达加剧了Tau诱导的表型。通过基因筛选和计算机预测靶基因的方法，我们确定了dx和en作为miR-92的靶基因。en或其人类同源基因EN2的过表达分别降低了果蝇和人类神经母细胞瘤细胞中的Tau蛋白水平。此外，en的过表达还能减轻果蝇中的Tau相关记忆缺陷。这些发现表明，engrailed基因是Tau病理的进化保守调节因子，并突显了果蝇AD模型在识别具有治疗潜力的遗传调节因子方面的实用性。
引言
阿尔茨海默病是最常见的痴呆类型，也是当今最大的健康问题之一。AD是一种神经退行性疾病，表现为记忆丧失、认知功能障碍以及无法完成日常任务[1]。许多研究表明，在症状出现前20多年，异常蛋白质（如淀粉样斑块和神经纤维缠结）的积累可能导致突触连接中断和神经元死亡[2]。特别是，神经纤维缠结由神经元内的磷酸化Tau组成，这会破坏轴突运输并引发神经元死亡[3]。AD患者中的Tau诱导的神经退行性变需要精确的诊断和针对Tau的靶向治疗[4]。
由于果蝇黑腹菌（Drosophila melanogaster）具有高度保守的疾病相关基因和相对简单的神经系统，它成为研究各种神经退行性疾病机制的宝贵模型生物[5]。多年来，果蝇一直被用作研究人类hTau诱导的AD的模型生物，通过观察眼部退化和运动缺陷等神经退行性表型[6]、[7]。
miRNAs是短的非编码单链RNA，参与转录后基因表达的调节[8]。miRNAs具有能够结合目标mRNA 5'非翻译区（UTR）的序列，从而促进mRNA降解或翻译抑制[9]、[10]。最近的研究表明，miRNAs可作为诊断包括神经退行性疾病在内的多种疾病的生物标志物。一项针对AD患者的研究发现，他们血浆中的miR-92a-3p（miR-92家族成员）水平升高[11]。此外，AD患者大脑中的miR-92表达水平增加了两倍以上[12]。
在我们之前的研究中，我们发现miR-92家族成员miR-311、miR-312和miR-313在果蝇中的过表达会加重hTau诱导的眼部退化[13]。在这项研究中，我们进一步研究了miR-92家族及其靶基因的功能。与之前的研究结果一致，miR-92家族的过表达加速了hTau诱导的眼部退化和运动缺陷。通过基因筛选和计算机预测靶基因的方法，我们确定了miR-92的靶基因dx和en，这些基因与hTau诱导的神经退行性变相关。此外，人类en的同源基因EN2的过表达降低了人类神经母细胞瘤细胞中的Tau蛋白表达，而en的过表达则减轻了果蝇中的Tau相关记忆缺陷。
章节片段
果蝇饲养
所有果蝇均在标准食物和条件下饲养（温度：25°C，湿度：40–60%）。为了激活Geneswitch (GS)-Gal4系统，在果蝇羽化后立即收集F1代后代，并将其转移到含有200 μM（86 μg/mL）米非司酮（+RU486）的培养基中，该培养基溶解在乙醇中，饲养5天或20天，直至实验当天。需要注意的是，据报道，在120 μM米非司酮浓度下，Geneswitch系统可在1天内完全激活[14]。
miR-92家族加剧Tau诱导的神经退行性变
在光感受器细胞中过表达Tau会导致眼睛表型变得粗糙且体积减小，表明视网膜发生退化。在正常情况下，复眼的小眼单元排列有序，而过表达Tau的果蝇由于神经元死亡，眼睛出现明显的紊乱和体积减小。与我们之前的研究一致，miR-92家族成员miR-311、miR-312和miR-313的过表达加重了hTau诱导的眼部退化（图1A、B）[13]。
讨论
Tau是一种与微管相关的蛋白质（MAPT），在稳定微管方面起着关键作用。在健康的大脑中，Tau与微管结合，维持神经元的正常结构和功能[24]。在AD患者和动物模型中，Tau的表达增加并发生异常修饰，从而导致神经退行性变[25]、[26]。在这种情况下，与Tau蛋白降解和磷酸化相关的基因可能是AD治疗的潜在靶点。在我们的研究中，我们旨在...
CRediT作者贡献声明
Minh Nguyet Nguyen：验证、数据整理、概念构建。Tae Hoon Ryu：撰写初稿、数据整理、概念构建。Jeong-Soo Lee：验证、数据分析。Seung-Hyun Hong：验证、数据分析。Sung-Eun Yoon：资源提供。Young-Joon Kim：资源提供。Kweon Yu：撰写、审稿与编辑、项目监督、资金获取、概念构建。
致谢
果蝇品系来自美国印第安纳州布卢明顿的Bloomington Stock Center和奥地利维也纳的VDRC（Vienna Drosophila RNAi Center）。本研究得到了KRIBB研究计划（KGS1032511, KGM9992521）、韩国痴呆症研究中心（RS-2022-KH126506）以及韩国国家研究基金会（RS-2024-00337087）的资助。
