双皮质素突变破坏依赖晶格的邻近关系,揭示发育中神经元的细胞骨架网络

由 root 提交于 周三, 09/16/2026 - 10:47
双皮质素(doublecortin,DCX)是一种与微管相关的蛋白质(microtubule-associated protein,MAP),对于神经元迁移和皮层发育至关重要。然而,DCX本身并不足以独立引导这些过程。相反,核移位、​​生长锥前进、侧支分支形成和极性建立均依赖于包括DCX在内的不同MAP及细胞骨架蛋白之间的协同调控,从而确定不同的聚合特性和细胞骨架界面。尽管许多此类蛋白在其参与细胞骨架调控的机制方面已得到研究,但发育中神经元的时空蛋白质组图谱仍在很大程度上尚未阐明。在本研究中,我们利用BioID,对诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)分化为皮层神经元的全过程进行标记,探究以DCX为中心的细胞骨架网络。以这些细胞的形态学分期作为时间标志,我们构建了一个时间分辨的蛋白质组图谱,描绘了DCX在整个分化过程中的分子环境。基于该图谱,我们鉴定出一组与DCX持续保持邻近、但在疾病相关突变DCX p.Arg178Leu(R178L)存在时其邻近关系受到破坏的细胞骨架蛋白。与R178L协同性减弱的特征一致,我们发现其中许多蛋白参与调节微管稳定性和细胞内运输,包括EML4和MAP7D1蛋白。综上,我们的研究表明,在神经元发育过程中,DCX始终处于不同微管群体与细胞骨架系统的交界处。

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https://doi.org/10.64898/2026.09.11.750980

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双皮质素(doublecortin,DCX)是一种对神经元迁移和皮层发育至关重要的微管相关蛋白(MAP)。然而,DCX 本身并不足以独立指导这些过程。相反,核移行、生长锥前进、侧支分支形成和极性均依赖于包括 DCX 在内的不同 MAP 与细胞骨架蛋白之间的协调作用,从而定义不同的聚合物性质和细胞骨架界面。尽管人们已经对其中许多蛋白如何以机制性方式参与细胞骨架进行了研究,但发育中神经元的时空蛋白质组图谱仍在很大程度上尚未得到表征。在本研究中,我们利用 BioID,对诱导多能干细胞(iPSC)分化为皮层神经元的整个过程进行累积标记,从而探究以 DCX 为中心的细胞骨架网络。以这些细胞的形态学分期作为时间标志,我们构建了一个时间分辨的蛋白质组图谱,描绘了 DCX 在分化全过程中的分子环境。基于该图谱,我们鉴定出一组细胞骨架蛋白;在疾病相关突变 DCX p.Arg178Leu(R178L)存在时,这些蛋白与 DCX 的持续邻近关系受到破坏。与 R178L 协同性降低的特征一致,我们发现其中许多蛋白参与调节微管稳定性和细胞内运输,包括 EML4 和 MAP7D1。综上,我们的研究结果表明,在神经元发育过程中,DCX 始终处于不同微管群体与细胞骨架系统的界面。

利益冲突声明

脚注

https://zenodo.org/records/22285498?preview=1&token=eyJhbGciOiJIUzUxMiJ…

https://github.com/brandilynk/DCX-proximity

资助方信息声明

加拿大卫生研究院,

https://ror.org/01gavpb45

,PJT-148702

,PJT-197975

加拿大自然科学与工程研究委员会,

https://ror.org/01h531d29

,RGPIN-2014-03791

版权

本预印本的。

保留所有权利。未经许可不得重复使用。

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发布于 2026 年 9 月 15 日。

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📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.11.750980v1?rss=1

🏷️ 双皮质素(DCX) 神经元发育 微管细胞骨架 邻近标记蛋白质组学 神经元迁移 BioID