Prmt8,即蛋白精氨酸甲基转移酶8,是一种在大脑中特异性表达的酶,属于蛋白精氨酸甲基转移酶家族。这个家族的成员通过在蛋白质的精氨酸残基上添加甲基基团来催化翻译后修饰,从而影响蛋白质的功能和活性。Prmt8在神经系统中扮演着重要的角色,它参与了神经元分化和成熟、突触功能以及神经元信号传递等过程。此外,Prmt8还与细胞内信号传导、RNA加工、转录调控和DNA修复等多个生物学过程相关联。
在神经退行性疾病如阿尔茨海默病(AD)中,Prmt8可能发挥着重要的作用。研究表明,Prmt8能够与tau蛋白相互作用,tau蛋白是AD病理改变的关键蛋白之一。在无淀粉样病变的情况下,Prmt8与tau蛋白的结合可能会影响tau蛋白的磷酸化和神经炎症,进而导致脑组织中的空泡变性[1]。此外,Prmt8的过表达还促进了tau蛋白的磷酸化和神经炎症,以及空泡变性,这些改变与tau蛋白病理的形成有关[1]。
在神经发育和分化过程中,Prmt8也发挥着重要作用。研究表明,Prmt1和Prmt8在视黄酸依赖性神经元分化中具有关键作用。Prmt1作为一种选择性调节因子,为细胞提供了一种降低视黄酸信号在调节“热点”上的效力的机制。而Prmt8作为视黄酸受体靶基因本身,在分化后期作为细胞类型特异性的转录共激活因子,调节视黄酸信号传导。缺乏Prmt8会导致神经元基因表达的失调和神经元活动的改变,还可能导致人类脑恶性肿瘤的发生[2]。
Prmt8的表达还受到转录因子Sox2的调控。研究表明,Prmt8在多能干细胞中表达,并且在分化为神经前体细胞的过程中表达上调。Prmt8的启动子活性受到多能转录因子Oct4、Sox2和Nanog的诱导。因此,Prmt8除了在神经系统中发挥已知的功能外,还可能在多能干细胞中发挥重要作用[3]。
此外,Prmt8在结肠癌干细胞(CSC)中也发挥着重要作用。研究发现,PRMT8在结肠癌细胞中的过表达可以增强CSC的功能,通过上调多能转录因子如Nanog、Oct4和Sox2的表达,进而促进结肠癌细胞的增殖、侵袭和迁移,以及产生耐药性[4]。
在缺氧应激下,Prmt8也发挥着重要的调节作用。研究发现,Prmt8(-/-)敲除小鼠在缺氧应激后表现出膜磷脂成分的改变、线粒体应激能力下降以及神经炎症标志物的增加。而通过腺病毒载体过表达Prmt8可以逆转这些改变。因此,Prmt8在调节膜磷脂成分、线粒体功能和神经炎症方面发挥着重要作用[5]。
综上所述,Prmt8是一种在大脑中特异性表达的蛋白精氨酸甲基转移酶,它在神经元分化、成熟、突触功能和神经元信号传递等方面发挥着重要作用。此外,Prmt8还与神经退行性疾病、结肠癌干细胞功能和缺氧应激下的细胞代谢和炎症反应相关。Prmt8的研究有助于深入理解其在神经系统和其他生物学过程中的作用,为神经退行性疾病、结肠癌和其他相关疾病的治疗和预防提供新的思路和策略[1-10]。
参考文献:
1. Ishii, Ayano, Matsuba, Yukio, Mihira, Naomi, Saido, Takaomi C, Hashimoto, Shoko. . Tau-binding protein PRMT8 facilitates vacuole degeneration in the brain. In Journal of biochemistry, 172, 233-243. doi:10.1093/jb/mvac058. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35818334/
2. Simandi, Zoltan, Czipa, Erik, Horvath, Attila, Bálint, Bálint L, Nagy, Laszlo. . PRMT1 and PRMT8 regulate retinoic acid-dependent neuronal differentiation with implications to neuropathology. In Stem cells (Dayton, Ohio), 33, 726-41. doi:10.1002/stem.1894. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25388207/
3. Solari, Claudia, Echegaray, Camila Vázquez, Luzzani, Carlos, Miriuka, Santiago, Guberman, Alejandra. 2016. Protein arginine Methyltransferase 8 gene is expressed in pluripotent stem cells and its expression is modulated by the transcription factor Sox2. In Biochemical and biophysical research communications, 473, 194-199. doi:10.1016/j.bbrc.2016.03.077. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27012206/
4. Lin, Haishan, Wang, Bin, Yu, Jing, Li, Qin, Cao, Bangwei. 2018. Protein arginine methyltransferase 8 gene enhances the colon cancer stem cell (CSC) function by upregulating the pluripotency transcription factor. In Journal of Cancer, 9, 1394-1402. doi:10.7150/jca.23835. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29721049/
5. Couto E Silva, Alexandre, Wu, Celeste Y, Clemons, Garrett A, Frankel, Adam, Lin, Hung W. 2021. Protein arginine methyltransferase 8 modulates mitochondrial bioenergetics and neuroinflammation after hypoxic stress. In Journal of neurochemistry, 159, 742-761. doi:10.1111/jnc.15462. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34216036/