草莓缺口同源蛋白1通过调控Yeats4表达保护神经元基因组稳定性

本研究揭示了神经元基因组稳定的新机制：Strawberry Notch Homolog 1（SBNO1）通过调控Yeats4表达维持DNA修复功能。研究人员发现Sbno1基因敲除导致小鼠皮层神经元凋亡增加，伴随Yeats4表达下调；过表达Yeats4可挽救Sbno1缺失引起的DNA损伤积累和细胞死亡。该发现为理解神经退行性疾病和神经发育障碍的发病机制提供了新视角。

在人类大脑这个精密复杂的"宇宙"中，神经元承载着最神秘的信息处理功能。然而这些终末分化的细胞面临着独特的生存挑战：高代谢需求、持续的电活动以及频繁的基因转录，都使其基因组DNA处于持续的压力之下。更棘手的是，与具有强大修复能力的增殖细胞不同，神经元主要依赖错误率较高的非同源末端连接(NHEJ)机制进行DNA修复。这种脆弱的平衡一旦打破，就可能引发神经退行性疾病或神经发育障碍的连锁反应。

近年来基因组学研究暗示，Strawberry Notch Homolog 1（SBNO1）基因突变可能与神经系统疾病相关，但具体机制一直是个未解之谜。Shiga University of Medical Science的研究团队在《Cell Death Discovery》发表的研究成果，终于揭开了这个谜题的关键部分。研究人员通过构建神经元特异性Sbno1敲除小鼠模型，结合多组学分析和前沿分子生物学技术，发现Sbno1通过调控Yeats4表达维持神经元基因组稳定性这一全新机制。

研究采用了几个关键技术方法：通过Nex-Cre系统构建神经元特异性Sbno1条件性敲除小鼠模型；运用RNA测序和微阵列进行全基因组表达谱分析；采用免疫共沉淀结合纳米液相色谱-质谱联用技术鉴定Sbno1相互作用蛋白；通过CUT&RUN分析验证Sbno1与Yeats4启动子的直接结合；利用彗星实验和EJ5报告系统评估DNA损伤和NHEJ修复效率。

研究结果部分显示：
"Increase of apoptosis in Sbno1-deficient cortices"部分发现，虽然新生小鼠皮层未见明显异常，但出生后21天时Sbno1条件性敲除小鼠皮层明显变薄。TUNEL染色和cleaved caspase-3检测证实皮层神经元凋亡增加，但数量不足以解释皮层变薄现象。

"Differentially expressed genes in Sbno1-deficient cortices"部分通过RNA-seq分析发现，Sbno1敲除影响大量基因表达，特别是突触功能相关基因。小鼠胚胎成纤维细胞的微阵列分析鉴定出131个共同差异表达基因，GO分析显示这些基因富集于凋亡过程。

"Yeats4 is a representative downstream gene of Sbno1"部分揭示，Yeats4是Sbno1敲除后表达下调最显著的核因子之一。免疫组化显示Yeats4在皮层神经元广泛表达，特别是在Ctip2标记的第5层投射神经元中，而Sbno1敲除导致其表达显著降低。

"Sbno1 involvement in Yeats4 transcription"部分通过免疫共沉淀和质谱分析鉴定出Sbno1与RNA聚合酶II亚基等转录相关蛋白相互作用。AirID实验验证了这些相互作用，CUT&RUN分析证实Sbno1直接结合Yeats4启动子区域。

"Yeats4 rescues DNA damage and apoptosis caused by Sbno1 deficiency"部分证明，在体外培养神经元中，Sbno1或Yeats4敲除均导致DNA损伤增加和凋亡。过表达Yeats4可部分挽救Sbno1敲除引起的DNA损伤和细胞死亡。EJ5报告系统显示Sbno1-Yeats4轴通过促进NHEJ修复维持基因组稳定性。

这项研究首次阐明Sbno1通过调控Yeats4表达保护神经元基因组稳定的分子机制。研究不仅为理解SBNO1基因突变导致神经系统疾病的发病机制提供了分子基础，也为探索神经元特异的DNA修复机制开辟了新方向。特别值得注意的是，Yeats4作为NuA4复合物的组分，可能连接了神经元活动诱导的即刻早期基因表达和DNA损伤修复这两个关键过程。虽然过表达Yeats4只能部分挽救Sbno1缺失的表型，暗示还存在其他下游效应分子，但这一发现无疑为开发针对神经元基因组不稳定性相关疾病的治疗策略提供了新的靶点。