空间蛋白质组学揭示LIN28A过表达与WNT激活导致皮质迁移障碍的独特蛋白模式

本研究针对胚胎脑发育中LIN28A过表达与WNT通路激活的协同作用展开研究，通过构建转基因小鼠模型结合空间分辨蛋白质组学技术，揭示了两种致癌因子共同作用导致皮质层状结构紊乱和细胞迁移障碍的分子机制。研究发现，LIN28A与CTNNB1的相互作用虽未诱发肿瘤，但通过破坏细胞外基质受体（如RPSA和ITGB1）的空间分布，导致类似人类鹅卵石型无脑回畸形（lissencephaly type 2）的表型，为理解发育信号通路异常与神经迁移障碍的关联提供了新视角。

　　

在神经发育领域，胚胎脑皮质的精确层状结构形成依赖于复杂的时空信号调控，而信号通路的异常激活可能导致严重的发育障碍或肿瘤发生。RNA结合蛋白LIN28A作为干细胞多能性维持的关键因子，在胚胎脑肿瘤中频繁过表达，但其与WNT通路效应分子CTNNB1的协同作用机制尚不明确。同时，LIN28A过表达的肿瘤中转录组与蛋白质组的低相关性提示其可能通过翻译调控影响蛋白质网络，但这一假说缺乏体内实验验证。

针对这些问题，德国汉堡大学医学中心（University Medical Center Hamburg-Eppendorf）的研究人员通过构建条件性过表达LIN28A和稳定化CTNNB1的转基因小鼠模型，结合创新的纳秒红外激光（NIRL）空间蛋白质组学技术，系统分析了胚胎发育过程中脑皮质的分子特征。相关成果发表在《Molecular 》期刊上。

研究主要采用四种基因工程小鼠模型（CTRL、GL、GB、GBL），通过免疫组化、Western blot和BrdU追踪等技术评估细胞增殖与迁移表型，并利用NIRL系统对皮质进行40 μm精度的分层蛋白质组分析，结合生物信息学方法解析空间蛋白分布模式。

Disturbance of cortical lamination but no tumour formation

研究发现，LIN28A与CTNNB1共激活（GBL模型）虽未诱发肿瘤，但导致脑皮质层状结构严重紊乱，表现为脑室区（VZ）组织破坏、中间前体细胞（TBR2⁺）异常聚集，以及皮质板（CP）神经元（NEUN⁺）无序分布。微CT显示GBL模型皮质厚度减少但脑体积未缩小，提示存在结构重组而非单纯发育迟缓。

Disturbed cortical migration and proliferation

通过BrdU追踪实验发现，GBL模型中神经细胞迁移距离显著缩短（平均112.85 μm vs CTRL的171.94 μm），且增殖动力学改变：虽然pHH3⁺细胞数减少，但细胞周期再进入率（BrdU⁺/Ki67⁺）升高，表明CTNNB1稳定化与LIN28A共同改变了细胞周期调控。

Spatially resolved proteomics of the developing brain

空间蛋白质组学鉴定出5个皮质层簇（C₁-C₅），其中GBL模型的表层蛋白特征向深层转移，提示细胞定位异常。关键差异蛋白包括层粘连蛋白受体RPSA和整合素ITGB1，二者在GBL模型中呈现空间分布紊乱。

Imbalanced protein abundances associated with a lissencephaly-like phenotype

分子机制上，GBL模型表现出类似鹅卵石型无脑回畸形的特征：① 软脑膜边界多孔化伴随神经元（MAP2⁺）异位迁移；② α-肌营养不良蛋白聚糖（α-DAG）糖基化水平降低；③ 尽管Reelin蛋白总量未减少，但分泌Reelin的Cajal-Retzius细胞（CRs）异常定位于皮质深层。

这项研究首次揭示了LIN28A通过调控细胞外基质相关蛋白（如RPSA和LAMB1）的空间分布，与WNT通路协同诱发迁移障碍的新机制。其创新性体现在：① 建立LIN28A与皮质发育障碍的直接关联；② 阐明蛋白质组空间异质性在神经发育疾病中的作用；③ 为理解ETMR肿瘤中LIN28A过表达与微环境重塑的关系提供线索。未来研究可进一步探索LIN28A核质定位转换（GL与GBL模型中的差异）对靶mRNA翻译效率的影响，以及其在出生后肿瘤发生中的潜在作用。