锌指转录因子ZNF580/ZFP580在缺氧缺血脑损伤新生大鼠中促进神经元存活和抑制其凋亡的潜在分子机制
新生儿缺氧缺血性脑损伤(hypoxic ischemic brain damage,HIBD)可导致新生儿死亡和长期神经功能障碍,发病率、死亡率及致残率均较高,幸存的HIBD患者可能存在神经系统缺陷,如脑瘫、癫痫、认知障碍等,这给家庭和社会造成了沉重的负担。HIBD发生后,血流中断,氧供应不足,能量供应显著减少甚至衰竭,导致细胞内钙超载和一系列代谢异常,最终导致神经元凋亡和坏死。神经元凋亡发生在脑损伤早期,并在HIBD后持续数天甚至数周,在延迟性神经元死亡中起重要作用。因此,多年来对缺氧缺血后神经元凋亡和坏死的调控进行了广泛的研究,旨在通过干预其调控机制来缓解神经元凋亡和坏死。
ZNF580基因是课题组通过克隆人主动脉瓣cDNA文库获得 (基因ID:51157),随后鉴定出小鼠同源基因ZFP580。多组织northern杂交证实,在人血管内皮、心肌、脑组织、肾脏和胰腺中大量表达。n末端的氨基酸序列可调节多种细胞功能,包括细胞增殖、分化、迁移、存活和凋亡以及炎症(5-88氨基酸序列含有脯氨酸结构域,c端94-172氨基酸序列含有C2H2型锌指蛋白结构域的3个串联重复序列)。然而,ZNF580在神经元中的功能意义和作用机制尚未报道。
因此,山西医科大学第一医院阴怀清教授团队首次研究了ZNF580mRNA和蛋白在体内和体外HIBD模型神经元中的表达情况,并探讨了ZNF580对氧糖剥夺(OGD)神经元模型的保护作用,通过RNA-seq和生物信息学分析探讨了ZNF580作用的分子机制,q-RT PCR验证了ZNF580可能通过调节转录因子KLF9、IGFBP3基因表达发挥其抗神经元的凋亡作用,为新生儿HIBD的诊断和治疗找到了一个新的靶点。该研究成果于2022年2月以“RNA-seq Analysis Reveals Potential Molecular Mechanisms of ZNF580/ZFP580 Promoting Neuronal Survival and Inhibiting Apoptosis after Hypoxic-ischemic Brain damage” 为题发表于《NEUROSCIENCE》IF=3.59。
山西医科大学第一医院阴崇娟为本研究论文的第一作者,阴怀清教授为通讯作者。该工作得到国家自然科学基金的资助。