综述:长链非编码RNA在神经分化和重编程中作用的破译

【字体: 时间:2025年09月19日 来源:Stem Cell Reviews and Reports 4.2

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  本综述系统阐述了长链非编码RNA(lncRNA)通过调控转录(transcriptional)、表观遗传(epigenetic)和转录后(post-transcriptional)机制主导神经发育进程的核心作用,并深入探讨其在阿尔茨海默病、帕金森病等神经疾病中作为新型生物标志物与治疗靶点的转化医学价值。

  

长链非编码RNA的调控机制

长链非编码RNA(lncRNAs)在中枢神经系统中呈现高表达特性,通过多层级调控网络参与神经发育过程。它们通过与转录因子形成复合物、招募染色质修饰蛋白(如组蛋白甲基转移酶/去甲基化酶)以及作为竞争性内源RNA(ceRNA)吸附微小RNA(microRNAs)等方式,精确调控神经相关基因的表达谱。这种调控具有时空特异性,在胚胎干细胞(ESCs)向神经谱系分化过程中起决定性作用。

神经分化过程中的核心功能

在神经干细胞(NSCs)分化进程中,lncRNAs通过调控关键转录因子(如SOX2、PAX6)的表达水平,主导神经祖细胞命运抉择。它们不仅影响神经元与胶质细胞的分化平衡,还通过表观遗传机制(如DNA甲基化、组蛋白修饰)维持神经前体细胞自我更新与分化的动态平衡。特定lncRNAs被证实可控制神经发生的时间窗口,其表达失调会导致神经发育时序紊乱。

神经系统疾病中的调控作用

lncRNAs的表达异常与多种神经系统疾病密切相关。在阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease)中,它们参与β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积和Tau蛋白过度磷酸化过程;在帕金森病(Parkinson’s disease)中调控α-突触核蛋白(α-synuclein)的聚集;在胶质母细胞瘤(glioblastoma)中通过影响肿瘤干细胞特性促进肿瘤进展。这些lncRNAs通过介导神经炎症反应、突触功能异常等病理过程,成为疾病诊断的新型分子标志物。

治疗策略与挑战

针对疾病相关lncRNAs的治疗策略包括反义寡核苷酸(ASOs)、小干扰RNA(siRNA)等基因沉默技术,以及基于CRISPR/dCas9的表观遗传编辑手段。然而其临床应用仍面临递送效率、组织特异性及脱靶效应等挑战。通过纳米载体改造和细胞特异性启动子优化,有望实现lncRNAs的精准调控。

未来展望

深入解析lncRNAs介导的基因调控网络将为神经退行性疾病和神经肿瘤提供创新治疗思路。结合单细胞测序技术、空间转录组学等前沿方法,有望揭示lncRNAs在神经细胞亚群中的特异性功能,推动再生医学和精准医疗领域的发展。

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