マイクロRNAと軸索誘導遺伝子をダウンレギュレートし、末梢神経再生の際に

The microRNAs and down-regulate the axon-guidance genes and during peripheral nerve regeneration.

• Xinghui Wang
• Qianqian Chen
• Sheng Yi
• Qianyan Liu
• Ruirui Zhang
• Pan Wang
• Tianmei Qian
• Shiying Li

抄録

軸索誘導は、成長している神経軸索が目標の位置に到達するための正確な経路をたどるのを助けます。これは、神経回路の形成と再生の両方に重要なステップです。大腸がん（Dcc）で欠失したNetrin-1（Ntn1）とその受容体は軸索誘導に必須の因子であるが、その制御機構は不明である。本研究では、定量的リアルタイムRT-PCR（qRT-PCR）と生化学的・レポーター遺伝子アッセイを用いて、末梢神経損傷後の坐骨神経切り株において、Ntn1とその受容体の両方の遺伝子が頑健にアップレギュレーションされていることを明らかにしました。さらに、マイクロRNA（miR）が転写物の3'-UTR（3'-非翻訳領域）に結合して直接転写物を標的とし、Ntn1の発現を抑制し、シュワン細胞におけるNtn1タンパク質の分泌を減少させることを見出しました。また、Dccを直接標的とする調節性miRNAとして同定し、Dccの発現をダウンレギュレートし、Dccの豊富さを調節することでシュワン細胞の遊走能力を抑制することを見出した。また、背側根神経節ニューロンの機能解析を行ったところ、背側根神経節ニューロンでは、Ntn1とDccのタンパク質レベルがそれぞれ低下し、軸索の伸長が抑制されることが明らかになりました。さらに、Ntn1、Dcc、および RNA 結合タンパク質 Lin-28 ホモログ A（Lin28）、SRC 原遺伝子非受容体チロシンキナーゼ（Src）、転写因子 NF-κB などの関連分子から構成される潜在的な制御ネットワークを同定しました。要約すると、我々の知見は、miRsとニューロンのパスファインディングの制御に関与していることを明らかにし、末梢神経の再生中に活性化される制御経路の我々の理解を拡張する。

Axon guidance helps growing neural axons to follow precise paths to reach their target locations. It is a critical step for both the formation and regeneration of neuronal circuitry. Netrin-1 (Ntn1) and its receptor, deleted in colorectal carcinoma (Dcc) are essential factors for axon guidance, but their regulation in this process is incompletely understood. In this study, using quantitative real-time RT-PCR (qRT-PCR) and biochemical and reporter gene assays, we found that the and genes are both robustly up-regulated in the sciatic nerve stump after peripheral nerve injury. Moreover, we found that the microRNA (miR) directly targets the transcript by binding to its 3'-untranslated region (3'-UTR), represses Ntn1 expression, and reduces the secretion of Ntn1 protein in Schwann cells. We also identified as the regulatory miRNA that directly targets and found that down-regulates Dcc expression and suppresses the migration ability of Schwann cells by regulating Dcc abundance. Functional examination in dorsal root ganglion neurons disclosed that and decrease the protein levels of Ntn1 and Dcc in these neurons, respectively, and reduce axon outgrowth. Moreover, we identified a potential regulatory network comprising , Ntn1, Dcc, and related molecules, including the RNA-binding protein Lin-28 homolog A (Lin28), SRC proto-oncogene nonreceptor tyrosine kinase (Src), and the transcription factor NF-κB. In summary, our findings reveal that the miRs and are involved in regulating neuron pathfinding and extend our understanding of the regulatory pathways active during peripheral nerve regeneration.

© 2019 Wang et al.