补体相关蛋白CSMD3在早期神经发育中的作用研究取得进展

来源：北京生物科学院，2022年3月10日07:57

近日，中国科学院北京生命科学研究所孙中生团队的研究首次揭示了补体相关蛋白CSMD3在早期突触形成和组装中的重要作用，为研究免疫相关补体蛋白与早期神经发育的关系提供了新的证据和思路。大脑中的补体蛋白是由胶质细胞和神经元产生的，是大脑维持自身免疫力和应对外界信号的防御系统。研究表明，补体相关蛋白可以通过调节突触的修剪过程，参与大脑功能的调节。确实补充蛋白质

近日，中国科学院北京生命科学研究所孙中生团队的研究首次揭示了补体相关蛋白CSMD3在早期突触形成和组装中的重要作用，为研究免疫相关补体蛋白与早期神经发育的关系提供了新的证据和思路。

大脑中的补体蛋白由胶质细胞和神经元产生，是大脑维持和应对外界信号的防御系统。研究表明，补体相关蛋白可以通过调节突触的修剪过程，参与大脑功能的调节。补体蛋白是否影响早期突触目前鲜有报道。

CSMD3是目前研究较少的CSMD家族成员，由重复CUB、sushi结构域和跨膜结构域组成，其中sushi结构域是经典补体蛋白的重要组成部分。因此，CSMD家族成员也被认为是一类重要的补体分子，参与免疫相关的信号转导过程，但其在早期神经发生中的作用研究较少。

在前期的研究中，北京生物科学院团队在32个自闭症家庭的全基因组测序中发现，CSMD3基因的突变对自闭症的贡献率很高。然而，仍然缺乏临床和动物模型证据来揭示CSMD3对神经发育事件的影响。在后续研究中，该团队通过捕捉和测序包括自闭症在内的3195名神经发育疾病患者，确定了CSMD3基因的另外13个突变位点。发现Csmd3基因的特异性表达主要在大脑，外周表达仅在与免疫相关的脾脏。在此基础上，团队构建了Csmd3基因敲除小鼠。这些被敲除的小鼠在成年期具有体重减轻、体长减少等发育迟缓的表型，同时还表现出刻板行为增加、社交兴趣下降、学习记忆能力受损等与神经发育疾病相关的行为特征。组织和细胞水平的研究表明，Csmd3在胚胎期的异常表达导致大脑皮层神经元的密度和形态复杂性显著降低。此外，在Csmd3基因敲除小鼠的大脑皮层中，神经元树突棘的密度也显著下降，未成熟树突棘的比例显著增加，而成熟树突棘的数量和比例显著下降。这些都表明Csmd3基因敲除将导致皮层神经元突触形成的严重异常。进一步的研究表明，Csmd3基因敲除小鼠皮层中下调的基因主要集中在与突触结构和形成相关的许多过程中。这些差异基因包含几个独立的突触组装蛋白，共同调节一个与早期突触建立相关的突触传递和信号传递网络。与下调基因不同，上调基因参与小胶质细胞、星形胶质细胞和内皮血管系统相互作用的免疫和损伤修复过程，提示Csmd3基因可能在早期胚胎血脑屏障的建立和免疫相关脑微环境的稳态调节中发挥重要作用。

该研究从分子调控、形态结构、行为和科学等层面证实了补体相关蛋白CSMD3在脑发育中的重要作用，为自闭症等神经发育相关疾病的研究提供了新的动物模型，为疾病的精确化和治疗提供了实验依据。(100yiyao.com)

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