《Differentiation》:The lipid raft-linker gene
Raftlin-2 is expressed in migrating neural crest cells
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•Raftlin家族脂筏支架蛋白在发育过程中呈动态表达•RFTN1在发育中的旁轴中胚层中表达最强•RFTN2在神经嵴细胞迁移期间上调引言脂筏是富含鞘脂和胆固醇的纳米尺度瞬时膜区域,通常促进关键信号组分的富集或排斥,从而充当适应性信号平台(Isik和Cizmecioglu,20
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Raftlin家族脂筏支架蛋白在发育过程中呈动态表达
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RFTN1在发育中的旁轴中胚层中表达最强
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RFTN2在神经嵴细胞迁移期间上调
引言
脂筏是富含鞘脂和胆固醇的纳米尺度瞬时膜区域,通常促进关键信号组分的富集或排斥,从而充当适应性信号平台(Isik和Cizmecioglu,2023;Roy和Patra,2023;Sezgin等,2017;Simons和Ikonen,1997)。因此,质膜中的脂筏已被证明参与调控众多在发育中发挥关键作用的信号通路(Mancini等,2026;Roy和Patra,2023);然而,脂筏在胚胎发生过程中的功能和普遍性仍不清楚。虽然脂筏的形成源于瞬时的脂质-脂质和脂质-蛋白质相互作用,但其稳定性由脂筏支架蛋白家族调控。因此,通过对这些脂筏支架蛋白的时空基因表达谱进行仔细分析,可以深入了解其在发育过程中的参与情况。
为此,本文报道了两类脂筏组织蛋白在脊椎动物胚胎发生过程中的表达,重点关注神经嵴细胞的发育。神经嵴细胞是脊椎动物胚胎中的一种多能细胞群体,为许多不同的成人组织做出贡献,包括颅面骨骼、周围神经系统的神经元和胶质细胞、心脏间隔形成以及皮肤中的黑素细胞(Stundl等,2026;Vega-Lopez等,2018)。在发育过程中,神经嵴细胞进行复杂的鉴定和细胞命运决定,经历协调的增殖、上皮-间充质转化(EMT)以及广泛的迁移(Mancini等,2026;Piacentino等,2020;Shellard和Mayor,2019;Stundl等,2026)。这些行为需要精确调控的发育信号水平,包括Wnt、成纤维细胞生长因子(FGF)、骨形态发生蛋白(BMP)、转化生长因子β(TGF-β)和Notch通路等信号(Prasad等,2019;Stundl等,2026)。由于脂筏已被证明参与调控每条这些信号通路(Mancini等,2026;Roy和Patra,2023),神经嵴细胞可能作为一个可行的体内模型,用于研究脂筏在多种细胞过程中的作用。
先前的研究表明,多种脂筏组织蛋白在神经嵴细胞中表达富集,提示脂筏在发育神经嵴的特定时间或特定亚群中发挥重要作用。值得注意的是,一类称为Flotillins(也称为Reggies)的脂筏组织蛋白在斑马鱼和非洲爪蟾胚胎的神经嵴细胞及神经嵴细胞衍生物中表达(Langhorst等,2005;Pandur等,2004;von Philipsborn等,2005)。最近的一项分析神经嵴EMT期间差异基因表达的研究表明,另一种脂筏组织蛋白RFTN2(Raftlin-2)在鸟类颅部神经嵴迁移期间表达上调(Piacentino等,2022)。这些表达谱提示,由这些组织蛋白调控的脂筏功能可能在调控神经嵴发育期间的基本细胞过程中发挥重要作用。
Raftlin蛋白因其脂质筏-连接功能而得名,被认为作为支架作用于质膜上并调控细胞信号传导(Lin等,2025;Matsumoto和Tatematsu,2016)。Raftlin-1(基因符号RFTN1;蛋白质产物也以"Raftlin"的名称发表,但本文使用"Raftlin-1"以示区分)及其旁系同源物Raftlin-2(基因符号RFTN2),最初被鉴定为通过集中受体和下游传递网络于脂筏区域而对T细胞和B细胞受体信号传导所必需的蛋白(Matsumoto和Tatematsu,2016;Saeki等,2009,2003)。Raftlin蛋白通过在N端甘氨酸和半胱氨酸残基上的可逆酰化定位至质膜,而这种膜靶向策略是介导B细胞和T细胞信号组分之间相互作用所必需的(Saeki等,2009,2003)。尽管Raftlin-1和Raftlin-2单基因和双基因敲除小鼠缺乏明显的发育表型(Saeki等,2009;Tatematsu等,2016),但其蛋白质产物此后被证明除了T细胞和B细胞受体信号传导之外,还在细胞增殖、存活甚至迁移等其他背景中发挥关键功能。例如,Raftlin-1通过AKT/p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路促进胃癌中的增殖(Deng等,2022),而RFTN2的表达与B16黑色素瘤细胞系中转转移增加相关(Kienzler等,2025)。另一方面,Raftlin-1通过将血管内皮生长因子受体2(VEGFR2)与其共受体神经蛋白-1稳定于质膜上并阻碍其内吞,从而负向调控内皮细胞迁移,进而调节VEGF信号的下游效应并减弱黏着斑的结合(Bayliss等,2020)。这一发现对神经嵴生物学尤其相关,因为神经嵴迁移需要向VEGF等趋化因子进行趋化运动(McLennan等,2010;Wisznak等,2015)。综合以上观察,Raftlin蛋白可能通过调节关键信号事件在神经嵴细胞发育中发挥重要作用。
为了更好地理解脂筏组织蛋白在神经嵴细胞发育中的可能作用,我们在此仔细表征了Raftlin基因RFTN1和RFTN2在早期脊椎动物发育过程中的动态时空表达模式。借助先前的转录组学研究,我们展示了证据表明RFTN2(而非RFTN1)的表达在有胚羊膜动物的神经嵴细胞中是保守的。随后,我们利用鸟类早期胚胎中的荧光原位杂交技术,定义了它们在涵盖神经嵴细胞形成、迁移和命运决定的多个脊椎动物发育阶段的时空表达模式。我们发现,RFTN2在多个轴向水平的已鉴定和迁移性神经嵴细胞中高表达,而RFTN1的强表达则局限于发育中的旁轴中胚层。这些发现表明RFTN2可能是神经嵴细胞发育的潜在调节因子,而RFTN1则可能在其他谱系中调控细胞信号传导。
章节摘要
Raftlin基因表达在多种物种的神经嵴发育过程中呈动态变化
为了确定Raftlin蛋白是否可能在重要的发育转变中发挥作用,我们寻求表征它们在神经嵴细胞中的表达模式,这是一种高度可行的体内模型,用于研究多种关键发育过程。为此,我们检查了已发表的多物种转录组数据集,包括鸡和鼠胚胎以及胚胎干细胞(ESC)来源的人神经嵴样细胞中的Raftlin基因表达。首先,我们检查了宏转录组测序
结论
我们的分析揭示了RFTN1和RFTN2在整个早期胚胎发育过程中具有动态且特异性的表达模式。利用转录组数据集,我们证明了这些表达模式在不同脊椎动物物种之间是相似的:RFTN1低表达且广泛分布,而RFTN2在神经嵴细胞发育期间上调。通过在鸟类胚胎中检测RFTN1和RFTN2的表达,我们证明了这种模式在体内同样成立。我们观察到RFTN1呈稀疏且广泛分布
CRediT作者贡献声明
Mallorie P. Jenne:撰写—初稿,可视化,方法学,调查研究,资金获取,形式分析,数据整理,概念构思。Ilya Grabylnikov:可视化,方法学,调查研究,形式分析,数据整理。Michael Louis Piacentino:撰写—审阅与编辑,撰写—初稿,可视化,监督,项目管理,调查研究,资金获取,形式分析,数据整理,概念构思
致谢
我们感谢Piacentino实验室全体成员的有益讨论,特别感谢Alexander Pomper对方案开发的贡献。我们还要感谢Matteo Fabbri博士在解剖学鉴定方面的帮助。本研究由美国国立卫生研究院口腔与颅面研究中心资助项目R00DE029240(M.L.P.)和F31DE035770(M.P.J.)支持,由美国国立一般医学研究所资助项目R35GM90111815(M.L.P.)以及启动经费
Mallorie P. Jenne|Ilya Grabylnikov|Michael L. Piacentino