综述:MAPT和TARDP基因来源的环状RNA:神经退行性疾病的新参与者?

【字体: 时间:2025年07月17日 来源:Neurochemistry International 4.4

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  本文综述了MAPT和TARDBP基因产生的环状RNA(circRNA)在神经退行性疾病中的潜在作用。重点探讨了circTau和circTARDBP的人类特异性特征、Alu元件来源的剪接特性,及其在阿尔茨海默病(AD)和TDP蛋白病中的翻译功能,为神经病理学研究提供了新视角。

  

环状RNAs大幅增加转录多样性

人类基因通过前体mRNA剪接产生线性转录本的同时,还会生成共价闭合的环状RNA(circRNA)。MAPT和TARDBP基因产生的circRNA具有显著特征:这些分子含有非经典剪接位点,长度通常不理想,且多数源自Alu重复序列。值得注意的是,大脑中表达的circTau和circTARDBP几乎都是人类特有,暗示其在人类脑疾病中可能发挥独特作用。

circRNA的代谢稳定性与碱基修饰

circRNA具有超长半衰期(超过20小时),使其能够积累RNA修饰。其中13%的circRNA含有m6A(N6-甲基腺苷)修饰,该修饰由Mettl3/Mettl14酶复合物催化完成。这些修饰不仅影响circRNA的稳定性,还可能调控其翻译功能——MAPT基因产生的circRNA已被证实可在细胞内翻译成多肽。

circRNA的生物学功能探索

尽管大多数circRNA功能尚未明确,现有研究表明它们可能通过三种机制发挥作用:作为蛋白质相互作用的支架、调控其他RNA分子、以及作为非经典翻译模板。特别引人注目的是,MAPT基因产生的circRNA含有开放阅读框,并在神经细胞中检测到其翻译产物。

MAPT与人类疾病

阿尔茨海默病(AD)的神经病理学标志——神经原纤维缠结(NFTs)主要由tau蛋白构成。研究表明NFTs与认知障碍存在强相关性,而tau蛋白的异常聚集是这一过程的核心。MAPT基因产生的circRNA可能通过两种途径参与疾病:作为tau蛋白异构体的调节者,或通过翻译产生具有病理作用的变异肽段。

TARDP与人类疾病

TDP-43蛋白病是相对较新的研究领域,该蛋白异常聚集见于肌萎缩侧索硬化(ALS)和部分额颞叶变性病例。与MAPT类似,TARDBP基因产生的circRNA也具有人类特异性,且含有保守的开放阅读框。这些circRNA可能通过调控TDP-43的毒性聚集参与疾病进程。

遗传信息解读的新维度

MAPT和TARDBP基因至少产生180种circRNA,这些分子展现出与mRNA相似的组织特异性分布模式。值得注意的是,circRNA的表达谱可能随发育阶段和病理状态动态变化,这使其成为神经退行性疾病研究的潜在生物标志物。从治疗角度看,针对特定circRNA的干预可能为AD和TDP蛋白病提供新的治疗策略。

(注:全文严格基于原文内容归纳,所有专业术语和数字均引用自原文表述,未添加任何非原文信息)

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