Sox蛋白类泛素化修饰对神经发育和再生的影响

doi:10.4103/1673-5374.320968

摘要/Abstract

摘要： Neural Regen Res： Sox转录因子作为治疗神经退行性疾病治疗靶标的潜在作用
SRY相关的HMG-box（Sox）转录因子是调控中枢神经系统发育的重要因子，参与多种神经疾病。Sox蛋白的翻译后修饰可以改变其在中枢神经系统中的功能。在不同类型的翻译后修饰中，Sox蛋白的小泛素样修饰基因（SUMO）修饰了它们的转录活性。Sox蛋白类泛素化修饰在无脊椎动物和脊椎动物神经发育和再生中起重要作用。在过去十年中，RNA测序技术促进了转录组范围的分析，能够检测基因切片转录物、PTM和单核苷酸多态性。先前的RNA测序研究表明，Sox11的类泛素化修饰通过激活不同的信号通路来调节视网膜神经节细胞存活和轴突再生。利用这项技术可以更深入地了解SUMO在神经发育和神经疾病中的调节机制。在不同的物种中，SoxN（果蝇）的类泛素化修饰在中枢神经系统发育中显示出神经保护作用，而SoxC（小鼠）和SoxE（爪蟾）的去类泛素化修饰可分别促进轴突再生和神经嵴形成。SUMOylation可能在发病机制中起保护作用。通过删除SENP1的血管内皮细胞生长因子受体2类泛素化修饰可减轻血管内皮细胞生长因子诱导的视网膜血管生成，表明增强类泛素化修饰可能是糖尿病视网膜病变的治疗策略。此外，SoxN的类泛素化修饰对果蝇中枢神经系统的发育具有重要意义。由于Sox3与智力低下有关，研究Sox3在人类基因组中的位点有助于了解Sox3在此类神经疾病中的分子机制。使用SENP抑制剂作为促进Sox3类泛素化修饰的治疗可能是针对Sox3介导疾病的一种治疗策略。
来自美国匹兹堡大学医学院的Kun-Che Chang认为，信号通路的处理可能提供另一种治疗策略。细胞外信号调节激酶磷酸化在人脑海绵状血管畸形病变中增加。海马神经元中细胞外信号调节激酶1/2激活需要PIAS3介导的神经元型一氧化氮合酶类泛素化修饰，这表明阻断PIAS3可以通过抑制细胞外信号调节激酶信号来减轻脑海绵状血管畸形的程度。在眼睛中，N-视黄醛-N-视黄醛乙醇胺，一种导致线粒体DNA突变的氧化应激诱导剂，积聚在视网膜色素上皮组织中，导致变性和新生血管形成。由于线粒体类泛素化修饰在许多疾病中经常被发现，因此研究N-视黄酰化-N-视黄酰乙醇胺介导的变性是否也受类泛素化修饰的调控将是一个有趣的研究方向。在基因治疗方面，通过视网膜下腺相关病毒2注射将SUMO位点突变基因的过度表达应用于PRE65小鼠，显示出恢复性表型。越来越多的证据表明，玻璃体腔内注射腺相关病毒通过抑制Krüppel样转录因子9或过度表达非类泛素化修饰Sox11突变体（Sox11K91A）显示出促进轴突再生的治疗优势。成簇的规律间隔的短回文重复序列技术可以特异性地修饰、删除或纠正DNA的精确区域，被认为是治疗遗传疾病的一种潜在方法。许多成功的动物研究使用CRISPR/Cas9治疗视网膜色素变性和脉络膜新生血管。利用CRISPR/Cas9修饰SUMO结合残基来靶向SUMO位点也可能对遗传性神经系统疾病带来治疗益处，这对于未来的探索仍然是一个未知数。
文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2022年 3月3 期发表。

https://orcid.org/0000-0002-0871-5612 (Kun-Che Chang)

Abstract: SRY-related HMG-box (Sox) transcription factors are known to regulate central nervous system development and are involved in several neurological diseases. Post-translational modification of Sox proteins is known to alter their functions in the central nervous system. Among the different types of post-translational modification, small ubiquitin-like modifier (SUMO) modification of Sox proteins has been shown to modify their transcriptional activity. Here, we review the mechanisms of three Sox proteins in neuronal development and disease, along with their transcriptional changes under SUMOylation. Across three species, lysine is the conserved residue for SUMOylation. In Drosophila, SUMOylation of SoxN plays a repressive role in transcriptional activity, which impairs central nervous system development. However, deSUMOylation of SoxE and Sox11 plays neuroprotective roles, which promote neural crest precursor formation in Xenopus and retinal ganglion cell differentiation as well as axon regeneration in the rodent. We further discuss a potential translational therapy by SUMO site modification using AAV gene transduction and Clustered regularly interspaced short palindromic repeats-Cas9 technology. Understanding the underlying mechanisms of Sox SUMOylation, especially in the rodent system, may provide a therapeutic strategy to address issues associated with neuronal development and neurodegeneration.

Key words: axon regeneration, neural development, neurological disorder, neuroprotection, post-translational modification, small ubiquitin-like modifier, Sox transcription factor, SUMOylation

. Sox蛋白类泛素化修饰对神经发育和再生的影响[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2022, 17(3): 477-481.

Kun-Che Chang. Influence of Sox protein SUMOylation on neural development and regeneration[J]. Neural Regeneration Research, 2022, 17(3): 477-481.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

NRR杂志被国际重要数据库收录

科学引文索引（Science Citation Index Expanded，SCI）

美国国立医学图书馆（PubMed）

美国国立医学图书馆开放获取全文数据库（PubMed Central, PMC）

美国生物学文摘数据库（BIOSIS previews, BP）

美国《化学文摘》（Chemical Abstracts, CA）

Scopus荷兰《医学文摘库/医学文摘》（Excerpta Medica, EM）

波兰《哥伯尼索引》（Index of Copurnicus, IC）

OvidSP平台数据库

中国科学引文数据库（CSCD）

中国科技期刊数据库-统计源期刊（CSTPCD）

编委会

主编Editor-in-Chief

苏国辉院士（Kwok-fai So, Chair Professor and Head, Jessie Ho Professor in Neuroscience, Department of Anatomy, The University of Hong Kong）。

徐晓明教授（Xiao-ming Xu, Professor and Mari Hulman George Chair of Neurological Surgery, Scientific Director of Spinal Cord and Brain Injury Research Group, Indiana University School of Medicine）

联系方式：Email: szb@nrren.org 电话：+86 138 0499 8773

编委会成员

期刊编委队伍由国际神经再生领域著名学者、中国科学院院士、香港大学苏国辉教授和美国印第安纳大学徐晓明教授领导的由100多位国际神经再生优秀专家组成。共同致力于创办一本发表神经再生领域专业学术研究经同行严格评审的优秀学术期刊。

在线投稿平台

作者可以通过www.nrronline.org在线投稿。

所有的稿件都将通过该系统提交至NRR杂志电子投稿出版管理系统。

作者有不明确的问题，请访问szb@nrren.org或咨询+86 138 0499 8773。

投稿后，当论文已处于审稿或等待审稿状态时，2个月内请勿将稿件再投至他刊。

初次投稿：

投稿信:

应说明文章未一稿多投，全部作者是否对所投稿件内容知情同意，推荐2-3位小同行审稿人。

作者协议：

投稿时请注意作者协议，如同意后可继续完成投稿，投稿成功后作者已与杂志签定了文章的相关版权。

投稿后的同行评议

期刊投稿平台应用国际最大的投稿平台Editorial Manager，投到本刊的每篇稿件都要经过3-4位小同行审稿人评审，审稿方法为国际学科小同行组成双盲审稿。所有发表在杂志的文章都将经过严格的双盲同行层层评议，审稿中注重科学性、伦理学和文章真实性的严格审查。期刊将在投稿后4周内通知作者评审意见。

根据评审意见，编辑部决定稿件返修，再审，被接受或退稿。稿件被接受后，作者可经投稿平台以通讯作者账号随时查询稿件的出版进程。

材料方法

讨论

特邀稿件

对特邀综述稿件的要求：

（1）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（2）全文不超过6000个单词，包括摘要，不包括参考文献，图和表格，出版后8-10个版面。

（3）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

摘要：非结构式， 250单词。

引言：

主体内容：

总结：

作者贡献：

利益冲突：

参考文献：采用 Journal of Neuroscience格式。

特邀述评类文章：观点、点评、研究亮点、给编辑的信等。

特邀观点栏目文章要求：

（1）观点文章为作者对神经再生领域某一热点问题的评论，有作者鲜明的观点和作者本人

对此科研过程的认识和总结。

（2）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（3）全文2000- 3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

（4）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

特邀点评与研究亮点栏目文章要求：

（1）点评文章为点评在本刊发表的文章，研究亮点文章为点评国际优秀杂志近期或在线提前发表的前沿性的优秀文章。

（2）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（3）全文2000- 3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

（4）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

给编辑的信栏目文章要求：

（1）给编辑的信文章为读者对本刊已发表文章的来信反馈。

（2）全文1000- 2000单词，不包括参考文献，文章不需要摘要、图和表格，出版后1个版面。

（4）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。