STMN2(也称为Stathmin-2或SCG10)是一种在神经系统中广泛表达的蛋白质,它编码的蛋白质是一种微管调节因子,对神经元生长和再生至关重要。STMN2的mRNA转录物在TAR DNA结合蛋白43(TDP-43)功能缺失时受到显著影响,而TDP-43的缺失和异常定位是多种神经退行性疾病,包括肌萎缩侧索硬化症(ALS)和额颞叶痴呆(FTD)的标志性特征。
TDP-43是一种RNA结合蛋白,它通过结合到STMN2前体mRNA(pre-mRNA)上的特定区域来调节STMN2的表达。当TDP-43缺失或异常定位时,它无法有效地结合到STMN2 pre-mRNA上,导致STMN2 pre-mRNA上的一个隐秘的3'剪接位点被错误地识别和使用,从而产生一个截短的、非功能的mRNA。这导致STMN2的表达水平降低,进而影响神经元的生长和再生能力[1][3]。
在动物模型中,小鼠STMN2功能的缺失导致运动神经元功能障碍,表现为神经肌肉接头去神经和碎片化,肌肉萎缩和运动行为受损。此外,STMN2缺失还导致脊髓中神经元微管动力学的失衡[2]。这些发现表明,STMN2在维持运动系统的正常功能中发挥着重要作用。
为了恢复STMN2的表达,研究人员尝试了多种方法。例如,通过靶向dCasRx或反义寡核苷酸(ASOs)抑制隐秘剪接,可以恢复TDP-43缺乏的人运动神经元中的轴突再生和STMN2依赖性溶酶体转运[1]。此外,在小鼠中,将人类STMN2隐秘剪接-多腺苷酸化序列编辑到小鼠基因组中,并通过脑脊液注射ASO成功纠正了Stmn2 pre-mRNA的错误加工,并恢复了Stmn2的表达水平[1]。
除了在神经退行性疾病中的作用,STMN2还在癌症中发挥作用。在胰腺癌中,STMN2的表达上调与肿瘤的进展和不良预后相关。STMN2的过表达通过激活WNT/β-catenin信号通路促进上皮间质转化(EMT)和细胞增殖[4]。
综上所述,STMN2在神经系统中发挥着重要作用,其功能的缺失与神经退行性疾病的发生发展密切相关。此外,STMN2还在癌症中发挥作用,其表达上调与肿瘤的进展和不良预后相关。因此,STMN2可能成为治疗神经退行性疾病和癌症的潜在靶点。
参考文献:
1. Baughn, Michael W, Melamed, Ze'ev, López-Erauskin, Jone, Lagier-Tourenne, Clotilde, Cleveland, Don W. 2023. Mechanism of STMN2 cryptic splice-polyadenylation and its correction for TDP-43 proteinopathies. In Science (New York, N.Y.), 379, 1140-1149. doi:10.1126/science.abq5622. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36927019/
2. Guerra San Juan, Irune, Nash, Leslie A, Smith, Kevin S, Verhage, Matthijs, Eggan, Kevin. 2022. Loss of mouse Stmn2 function causes motor neuropathy. In Neuron, 110, 1671-1688.e6. doi:10.1016/j.neuron.2022.02.011. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35294901/
3. Melamed, Ze'ev, López-Erauskin, Jone, Baughn, Michael W, Lagier-Tourenne, Clotilde, Cleveland, Don W. 2019. Premature polyadenylation-mediated loss of stathmin-2 is a hallmark of TDP-43-dependent neurodegeneration. In Nature neuroscience, 22, 180-190. doi:10.1038/s41593-018-0293-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30643298/
4. Shao, Mingrui, Wang, Li, Zhang, Qi, Wang, Tianlong, Wang, Shiyang. 2022. STMN2 overexpression promotes cell proliferation and EMT in pancreatic cancer mediated by WNT/β-catenin signaling. In Cancer gene therapy, 30, 472-480. doi:10.1038/s41417-022-00568-w. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36460804/