已知转录调节因子和 Hh 信号通路效应因子 Gli3 的异常表达会引发先天性疾病,最常影响中枢神经系统 (CNS) 和四肢。准确描绘胚胎发育过程中控制 Gli3 转录的基因组顺式调控景观对于解释与先天性缺陷相关的非编码变异至关重要。在这里,我们对分子进化速度较慢的鱼类进行了比较基因组分析,以识别 Gli3 内含子间隔 (CNE15-21) 中七个以前未知的保守非编码元件 (CNE)。斑马鱼的转基因试验表明,这些元件中的大多数驱动 Gli3 表达组织中的活动,主要是鳍、中枢神经系统和心脏。这些 CNE 与人类疾病相关的 SNP 的交集确定了 CNE15 是一种假定的哺乳动物颅面增强子,在脊椎动物中具有保守活性,并且可能受到与人类相关的突变的影响
通过GABA能中间神经元(INS)抑制法规在正常大脑中的复杂神经计算中起着至关重要的作用,其畸形和功能错误会导致多种脑部疾病(Del Pino等,2018; Frye等,2016; kepecs and 2016; Kepecs and 2014; kepecs and fishell,2014; theanno; theang; theang; ealig; al ang e e eT; Al。,2016)。在过去的二十年中,在理解GABA能抑制回路的发展,可塑性,功能和病理相关性方面取得了显着进展。尤其是单细胞OMICS,遗传靶向,体内成像,功能操纵和行为分析的最新技术进步,我们在亚型中的知识已经爆炸。文章的研究主题,包括七篇原始研究论文和两项评论,其主题是“哺乳动物大脑中GABA能抑制回路的组装,可塑性和功能的主题”主题,突显了我们要走多远,以及我们需要走的地方。这些报告全面讨论了有关GABA能抑制系统的主题,从细胞类型的规范,突触组件和功能多样性到其在健康和疾病中的作用。总体目标是解开无数的INS将自己编织到功能电路中,这是理解皮质抑制的力量和脆弱性的核心。The challenging but essential tasks for dissecting the inhibitory system is to disentangle intricate inhibitory circuits consisting of diverse GABAergic IN subtypes ( Bandler et al., 2017 ; Hu et al., 2017 ; Lodato and Arlotta, 2015 ; Miyoshi, 2019 ; Pelkey et al., 2017 ).Machold和Rudy回顾了由转录组学和发育起源定义的亚型皮质和海马的新兴观点,并突出了一种用于靶向亚型特定的遗传工具包,以及每种方法固有的技术考虑因素。
© COWRIE Ltd,2009 年 11 月 由 COWRIE Ltd 出版。本出版物(不包括徽标)可以免费以任何格式或媒介重新使用。必须准确重复使用,不得用于误导性内容。必须注明材料版权归 COWRIE Ltd 所有,使用时必须注明来源出版物的标题。如果材料属于第三方版权所有,则进一步使用该材料需要获得相关版权持有人的许可。ISBN:978-0-9561404-5-6 引用本报告的首选方式:Thaxter,CB 和 Burton,NHK(2009 年)用于测量海鸟和海洋哺乳动物的高清图像:对近期试验和协议开发的回顾。由 Cowrie Ltd 委托的英国鸟类学信托报告。可从以下网址获取副本:www.offshorewind.co.uk 电子邮件:cowrie@offshorewind.co.uk
衰老是罹患神经退行性疾病的主要风险因素,与蛋白质稳态网络缓冲能力下降有关。我们研究了未折叠蛋白反应 (UPR) 在衰老过程中哺乳动物大脑功能退化中的重要性,UPR 是一种主要信号通路,被激活以应对内质网 (ER) 应激。我们报告称,ER 应激传感器 IRE 1 的基因破坏加速了与年龄相关的认知衰退。在小鼠模型中,过度表达 UPR 转录因子 XBP 1 的活性形式可恢复突触和认知功能,并减少细胞衰老。海马组织的蛋白质组学分析表明,XBP 1 表达可显著恢复与衰老相关的变化,包括与突触功能有关的因素和与神经退行性疾病相关的通路。XBP 1 在老年海马中修饰的基因也发生了改变。总之,我们的结果表明,操纵哺乳动物 UPR 的策略可能有助于维持健康的大脑衰老。
Ilaria Greco ID 1 *,Lyelic Beaudrot 2.3,Chris Sutherland 4,Simone Tenan 5,Syone 2.3,Daniel Gorzynski 6,Ahumada 13,Rajan Amin 14,Megan Baker-Watton 1 Cremonesi 1 Cremonesi 1 Cremonesi 1 Cremonesi 1 Cremonesi 23:Adeline Fayolle 22:28,Adeline Fayolle 22:28,Davy Fonty Harry 31 22 Alys Granados 32.33,Patrick A. Jansen 34.35,Jayasilan Mohd-Azlan 11,Caspian Johnson Marcelo Magio 21:41,42,Emanuel H. Martin 43,Adriano Martinole版本28,Patrics C. Wright C. Wright C. Wright 25.50,C.
。CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可证永久有效。它是在预印本(未经同行评审认证)下提供的,作者/资助者已授予 bioRxiv 许可,可以在该版本中显示预印本。版权持有者于 2023 年 11 月 25 日发布了此版本。;https://doi.org/10.1101/2023.11.24.568596 doi:bioRxiv 预印本
1 英国伦敦弗朗西斯·克里克研究所感觉回路和神经技术实验室 2 英国伦敦大学学院神经科学、生理学和药理学系 3 德国海德堡马克斯·普朗克医学研究所行为神经生理学 4 德国海德堡大学医学院解剖学和细胞生物学系 5 英国伦敦弗朗西斯·克里克研究所皮质回路实验室 6 德国哥廷根马克斯·普朗克实验医学研究所神经遗传学系 7 德国柏林夏洛特医学院神经科学研究中心感觉门控和皮质下-皮质相互作用 8 英国南安普顿大学电子与计算机科学学院电子前沿中心 9 英国伦敦帝国理工学院生物工程系 10 美国华盛顿大学生物结构系WA,美国 11 皮质回路,地中海神经生物学研究所,艾克斯-马赛大学,法国马赛 12 现地址:英国伦敦帝国理工学院生物工程系。13 同等贡献 ∗ 任何通讯作者均应致函。
#相应的作者隶属关系:1联合和结缔组织疾病生物化学的部门,德国乌尔姆大学骨科系,骨科系:骨关节炎,鼻溶治疗,鼻溶治疗,衰老,衰老,dasatinib,dasatinib,dasatinib,dasatinib,dasatinib,dasatinib,dasatinib,烟素,槲皮素,脊髓素,小节型与老年人的相关性是扮演的较高的娱乐性,该效果是扮演的较高的病原体,是扮演较大的疾病,是扮演的较高的病原体,并且是缺陷的作用。骨关节炎(OA)。基于此,我们使用dasatinib(d)和槲皮素(Q)(Q)测试了鼻溶性组合疗法(Q),对年龄的人类关节软骨细胞(HAC)以及在OA影响的软骨组织(OARSI 1-2级)中测试了鼻溶治疗。用D+Q刺激在软骨外植体和孤立的HAC中选择性地消除了衰老细胞。此外,该疗法显着促进了软骨代谢,如COL2A1,ACAN和SOX9的基因表达水平增加,以及II型胶原蛋白II型和糖胺聚糖生物合成的升高所证明。此外,D+Q处理显着降低了SASP因子的释放(IL6,CXCL1)。RNA测序分析表明,合成代谢因子Inter,Inter,FGF18,IGF1和TGFB2的上调,以及对细胞因子和YAP-1信号传导途径的抑制作用,并解释了在治疗后软体动物促进的基础机制。因此,用D+Q处理的细胞的条件培养基对未处理的HAC刺激,同样诱导了软骨的表达。详细的分析表明,软骨代谢作用主要归因于dasatinib,而槲皮素或Navitoclax的单疗法应用并未促进软骨代谢。总体而言,D+Q治疗恢复了OA HAC中的软骨表型,最有可能通过减少SASP因子和增长因子上调来创建亲核代谢环境。因此,这种鼻溶性方法可能是一种有前途的候选者,可以作为一种疾病修饰骨关节炎药物。
活性调节的细胞骨架相关 (Arc) 蛋白对于突触可塑性和记忆形成至关重要。Arc 基因含有结构 GAG 逆转录转座子序列的残余,它产生的蛋白质可自组装成含有 Arc mRNA 的衣壳状结构。从神经元释放的 Arc 衣壳已被提议作为一种新的 mRNA 传递细胞间机制。尽管如此,仍然缺乏 Arc 在哺乳动物大脑中细胞间运输的证据。为了能够在体内追踪来自单个神经元的 Arc 分子,我们设计了一种腺相关病毒 (AAV) 介导的方法,使用 CRISPR/Cas9 同源独立靶向整合 (HITI) 将荧光报告基因标记到小鼠 Arc 蛋白的 N 端。我们表明,编码 mCherry 的序列可以成功敲入 Arc 开放阅读框的 5′ 端。虽然 Arc 起始密码子周围有 9 个 spCas9 基因编辑位点,但编辑的准确性高度依赖于序列,只有一个靶标导致框内报告基因整合。在海马中诱导长期增强 (LTP) 时,我们观察到 Arc 蛋白的增加与荧光强度和 mCherry 阳性细胞数量的增加高度相关。通过邻近连接分析 (PLA),我们证明 mCherry-Arc 融合蛋白通过与突触后棘中的跨膜蛋白 stargazin 相互作用而保留了 Arc 功能。最后,我们在靠近编辑神经元的 mCherry 阳性棘的 mCherry 阴性周围神经元中记录了 mCherry-Arc 与突触前蛋白 Bassoon 的相互作用。这是第一项为哺乳动物大脑中 Arc 的神经元间体内转移提供支持的研究。
摘要 荧光蛋白 (FP) 标记是细胞生物学的基础方法,因为它可以观察活细胞中的蛋白质分布、动态和与其他蛋白质的相互作用。然而,使用标记蛋白过表达的典型方法可能会扰乱细胞行为并引入定位伪影。为了保持天然表达,可以将荧光蛋白直接插入内源基因中。这种方法在酵母中已经是标准做法几十年了,最近随着 CRISPR/Cas9 的出现,在无脊椎动物模型生物中也成为标准做法。然而,由于同源定向修复 (HDR) 效率低下,内源荧光蛋白标记尚未在哺乳动物细胞中广泛使用。在这里,我们描述了一种简化的方法,用于通过小鼠胚胎干细胞中的非同源末端连接 (NHEJ) 将 FP 标签高效快速地整合到天然基因座中。我们的方案最大限度地减少了使用通用供体的克隆,允许对内源蛋白进行 N 端或 C 端标记,并且从转染到成像只需不到 2 周的时间,从而提高了 FP 敲入在哺乳动物细胞中的适用性。简介荧光蛋白(FP)敲入能够实现内源性标记,从而实现蛋白质可视化,而不会产生过表达伪影1。敲入策略可以让研究人员准确观察和测量活细胞中蛋白质表达、定位和相互作用的动态。自20世纪90年代以来,FP敲入一直是酵母中的标准做法,因为这种生物可以通过同源重组有效地整合FP供体2,3。最近,由于CRISPR/Cas9技术的出现10,FP敲入已在秀丽隐杆线虫4-7和果蝇8,9中得到广泛采用。当由单向导RNA(sgRNA)编程时,Cas9会引入靶向的DNA双链断裂(DSB),细胞可以通过同源定向修复(HDR)或非同源末端连接(NHEJ)11进行修复。HDR因其高保真度而受到青睐12-15。然而,HDR 仅在某些细胞周期阶段 16 活跃,并且需要与靶标匹配的同源臂。因此,基于 HDR 的标记效率要低得多 17,18,并且需要在哺乳动物细胞中费力地克隆。为了规避这些限制,最近已引入 NHEJ 来在哺乳动物细胞中进行 FP 敲入 18–26 。一种名为 CRISPR 辅助插入标记 (CRISPaint) 22 的方法特别精简,因为它使用通用供体质粒,因此唯一需要的克隆是构建基因特异性 sgRNA。供体质粒通过转染引入细胞,与靶基因并行被 Cas9 切割,并通过 NHEJ 以非序列特异性的方式整合到靶基因中。为了允许使用任何基因特异性 sgRNA 同时保持正确的阅读框架,CRISPaint 使用通用的“框架选择器”在三种可能的阅读框架之一中切割通用供体 22 。尽管有这些优势,到目前为止,CRISPaint 仅在少数细胞系中进行了测试。此外,目前形式的 CRISPaint 系统仅可进行 C 端插入,这限制了其应用于蛋白质产物可耐受 C 端标记的基因。在这里,我们描述了一种基于 CRISPaint 的改进方法,该方法可在哺乳动物细胞中灵活、快速地在基因的任一端进行 FP 标记。我们的方法高效,需要的克隆最少,并且可以产生在天然调控元件的控制下表达的功能性内源性标记蛋白。我们在小鼠胚胎干细胞 (mESC) 中测试并优化了这种方法。我们在第一次尝试中成功标记了 5/5 个目标,从转染到成像的时间只有 2 周。此外,我们还构建了一组用于多色标记的质粒。总之,这些进展将促进 mESC 和其他哺乳动物细胞中的细胞生物学研究,并可能提供更快、更简单的快速创建敲入小鼠的途径。