 |
 |
CpG 双核苷酸的甲基化和去甲基化在哺乳动物的基因表达中有重要的调控作用。真核生物的基因调控包括DNA水平，转录水平，转录后，翻译水平及翻译后调控五种形式。而转录水平调控中有碱基修饰作用，DNA中主要的修饰碱基是5-甲基胞嘧啶(5mC)。DNA中的5mC大约90%以上在其3’端与鸟嘌呤(G)相邻，所以常以5mCpG的形式出现。
PSA-NCAM的表达调控是一个复杂的机制。从本文研究结果表明，PSA的表达可能受CpG甲基化的调控。研究结果表明，PST基因转录起始区在胚胎鼠体内可能被甲基化，但是随着神经系统的发育成熟，甲基化发生了变化，只在大脑和小脑中存在甲基化，而基底核和海马甲基化消失。这个现象说明在生物进化过程中，DNA甲基化在神经系统的发育起重要的调控作用。但是在神经细胞和神经胶质细胞的原代培养，PST基因在神经胶质细胞发现少许甲基化，提示基因外调控-CpG甲基化在大脑的高级功能，如与记忆的形成有很大关系。但是在小鼠成纤维母细胞瘤细胞株-Neuron2A，PST基因启动子有高度的甲基化，甲硫氨酸和丙戊酸作用的不一致性是合理的，故可得出这样的结论：PST基因启动子甲基化可能促进基因外的调控。最近，有丙戊酸增加聚唾液酸表达的报道，而且在人类肿瘤细胞，只增加PST mRNA的表达，而没有增加STX mRNA的表达[8]。这个报道支持了我们的发现。众所周知，在胚胎时期，多聚唾液酸的合成，STX基因的表达是主要的，而出生以后，PST基因的表达是主要的[9]。因此，多聚唾液酸的基因外调控在出生后比在胚胎时期对于突触形成可能更为重要。
总之，与突触形成有关的分子多聚唾液酸的表达可能受PST基因启动子甲基化的调控。新的研究表明，大脑异常DNA甲基化可能促进神经系统的异常,例如精神分裂症[1]，双极病变[1]和自闭症都有报道。另一方面，多聚唾液酸的过度表达能诱导神经通路的异常。本项研究结果表明多聚唾液酸表达的精确调控—基因外调控，可能有助于正常大脑发育的形成，有待进一步深入研究。
【参考文献】
[1] Abdolmaleky HM, Smith CL, Faraone SV, et al. Methylocics in psychiatry: modulation of gene-environment interactions may be through DNA methylation[J].Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet,2004,127:51-59.
[2] G Becker C, Artola A, Gerady-Schahn R, et al. The polysialic acid modification of the neural cell adhesion molecule is involved in spatial learning and hippocampal long-term potentiation[J].J Neurosic Res.1996,145:143-152.
[3] Bruses JL,Rutishauser U. Roles regulation and mechanism of polysialic acid function during neural development[J].Biochimie,2001,83:635-643.
[4] Takashima S, Yoshida Y, Kanematsu T, et al. Genomic structure and promoter activity of the mouse polysialic acid synthesis (mST8Sia IV/PST) gene[J].J Biol Chem,1998,273:7675-7683医.学全.在.线网站www.med126.com.
[5] Sakashita K, Koike K, Kinoshita T, et al.Dynamic DNA methylation change in the CpG island region of p15 during human myeloid development[J]. J Clin Invest,2001,108:1195-1204.
[6] Tremolizzo L, Carboni G, Ruzicka WB, et al. An epigenetic mouse model for molecular and behavioral neuropathologies related to schizophrenia vulnerability[J].Proc Natl Acad Sci USA,2002,99:17095-17100.
[7] Manev H and Uz T. DNA hypomethylating agents 5-aza-2’-deoxycytidine and valproate increase neuronal 5-lipoxygenase mRNA[J]. Eur J Pharmacol,2002,445:1611-1617.
[8] Beecken W D, Engl T, Ogbomo H, et al. Valproic acid modulates NCAM polysialylation and polysialyltransferase Mrna expression in human tumor cells[J].Int Immunopharmacol,2005,5:757-769.
[9] Angata K, Fukuda M. Polysialyltransterases: major players in polysialic acid synthesis on the neural cell adhesion molecule[J].Biochimie,2003,85:195-206.
