先天性腦積水（Congenital hydrocephalus，CH）也稱嬰兒腦積水，是一種常見的神經系統疾病，每1000名新生兒中就有約1人患有 CH。CH早期對智力無影響，晚期可能會出現表情呆滯、智力遲鈍、視力減退和肢體癱瘓，甚至發生并發癥而死亡。CH可通過神經外科 分流進行治療，但手術存在較大風險及并發癥。因此研究CH的發病機制，開發新的CH預防、診斷和治療方法顯得至關重要。

已有研究證明神經分化不平衡是CH發生的主要原因。基于多種模式生物的遺傳學研究，發現在胚胎和神經干細胞中大量表達Trim71， 一種保守的、干細胞特異的、RNA結合蛋白（RBP），對早期胚胎發生一定的神經分化密切相關。Trim71的RNA結合結構域內有多個CH 作用的突變位點，可以改變Trim71的RNA結合能力，然而，這種突變如何導致干細胞分化缺陷和神經形成缺陷的分子機制仍不完全清楚。

 

來自梅奧診所的Qiuying Liu等人，針對Trim71中兩個CH相關突變——R595H-Trim71和R783H-Trim71進行了研究，相關研究成果以“Different congenital hydrocephalus – associated mutations in Trim71 impair stem cell differentiation via distinct gain-of-function mechanisms”為題，發表在PLOS Biology上。

因為Trim71突變體引起的CH發病機制在小鼠和人類之間是保守的，因此作者使用小鼠胚胎干細胞（mouse embryonic stem cells ， mESCs）為模型，來研究Trim71中CH相關突變的分子機制。作者通過基因敲除和基因編輯技術，在Trim71中引入R595H或R783H，獲得 四個突變mESC系，分別代表單等位基因（R595H/+，R783H/+）和雙等位基因突變（R595H，R783H），然后采用蛋白免疫印跡雜交 （Western Blot）、免疫熒光，CLIP-seq, RNA-seq等手段，與野生型mESCs進行一系列的比較分析。結果發現盡管跟之前的報道一樣 ，Trim71中的CH相關突變R595H和R783H加速了mESCs的分化，增強了神經細胞系的定型，減少了與野生型Trim71靶向mRNA的結合。然 而每個Trim71突變體都結合不同的異位靶mRNAs亞群。R595H-Trim71與編碼β-連環蛋白的信使核糖核酸結合，并抑制其翻譯。增加β -連環蛋白水平可減輕R595H-Trim71 mESCs的分化缺陷，但不能減輕R783H-mESCs中的分化缺陷。這些結果意味著Trim71的RNA結合結 構域的功能發生突變，通過不同的病理機制引起CH，CH患者可以根據這些不同的機制進行分層，針對遺傳多樣的CH病因設計精確的治療策略。

文中所有的蛋白免疫印跡雜交（Western Blot）操作，均通過美國Precision Biosystems公司提供的全自動蛋白質印跡雜交系統Blotcycler完成。

 

Sox1和Pax6是神經外胚層特異性所必需的兩種譜系特異性轉錄因子，與野生型mESCs相比，在兩種Trim71突變體mESCs的定向神經分化過程中表現出更高的表達（圖1 紅框）

R595H-Trim71 mESCs特異性顯示β-連環蛋白水平降低，而Ctnnb1 mRNA水平沒有變化（圖2紅框）。

R595H-Trim71在WT mESCs中的異位表達降低了β-連環蛋白水平，而沒有降低Ctnnb1mRNA水平（圖3紅框）。

 

來自美國Precision Biosystems公司的Blotcycler，是一款全自動的蛋白質印跡雜交系統，Western Blot洗液工作站，可自動化完成封閉、孵育、清洗和一抗回收的一系列工作，很好地解放您的雙手。更為重要和有意義的是：專利的流體清洗可以減少二抗在膜上的附著，降低背景，提高信噪比和靈敏度；自動化的操作流程避免了手工操作帶來的誤差，保證了批次內和批次間實驗的高度重復性；高通量操作和多條件的設定可以輔助您優化Western Blot 實驗的條件，例如合適的抗體濃度等，開放的實驗平臺，無需其他額外投入。Blotcycler是從事Western Blot實驗的科研工作者的最佳選擇。

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https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001947 

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