DNA糖基化酶在神经退行性疾病和衰老中的新作用

doi:10.4103/NRR.NRR-D-24-01588

摘要/Abstract

摘要： https://orcid.org/0000-0003-4823-6429 (Vilhelm A. Bohr) https://orcid.org/0000-0001-6992-5560 (Konstantinos Palikaras)

Abstract: Numerous neurological disorders negatively impact the nervous system, either through loss of neurons or by disrupting the normal functioning of neural networks. These impairments manifest as cognitive defects, memory loss, behavioral abnormalities, and motor dysfunctions. Decades of research have significantly advanced our understanding of the pathophysiology underlying neurodegenerative diseases, including Alzheimer’s disease (AD), Parkinson’s disease, amyotrophic lateral sclerosis, and others. Loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta with motor function defect is clinically associated with Parkinson’s disease, whereas the accumulation of amyloid-β plaques and tau neurofibrillary tangles is a main pathological hallmark of AD. Beyond these disease-specific mechanisms, key risk factors, such as aging, genomic stress, and mitochondrial dysfunction contribute broadly to the onset and progression of various neurological disorders (Tiwari and Wilson, 2019; Wilson et al., 2023). However, it is still unclear how these events promote the onset of pathological phenotypes and eventually lead to neuronal cell death. The DNA base excision repair (BER) pathway plays a vital role in the maintenance of genome stability and safeguarding human health by repairing endogenous and exogenous oxidative DNA damage. The BER pathway begins with a glycosylase enzyme that recognizes and removes the damaged base, creating an apurinic/ apyrimidinic site. In the next step, an apurinic/ apyrimidinic endonuclease cleaves the DNA backbone at the apurinic/apyrimidinic site, generating a single-strand break. This is followed by gap filling performed by DNA polymerase β, which inserts the correct nucleotide. Finally, DNA ligase seals the nick, restoring the integrity of the DNA strand.

. DNA糖基化酶在神经退行性疾病和衰老中的新作用[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2021, 21(5): 1991-1992.

Vinod Tiwari, Fivos Borbolis, Deborah L. Croteau, Konstantinos Palikaras , Vilhelm A. Bohr. Novel roles of DNA glycosylases in neurodegenerative diseases and aging[J]. Neural Regeneration Research, 2021, 21(5): 1991-1992.

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

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美国《化学文摘》（Chemical Abstracts, CA）

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波兰《哥伯尼索引》（Index of Copurnicus, IC）

OvidSP平台数据库

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编委会

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讨论

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文题：不超过 90个字母，20个单词。

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引言：

主体内容：

总结：

作者贡献：

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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。

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对此科研过程的认识和总结。

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（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。

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（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。

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（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。

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主体内容：

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延伸阅读

NRR：美国国家老龄化研究所Vilhelm A Bohr团队强调DNA 修复酶在维持组织完整性和生物体健康方面的多种作用

前期在小鼠模型中进行的研究表明，DNA 聚合酶 ß 在阿尔茨海默病进展中起着保护作用。相反，目前的发现表明，消耗 DNA 糖基化酶活性也可能是有益的。DNA 糖基化酶消耗在肾梗塞模型中的保护作用。研究的两种糖基化酶之间的一个关键区别在于它们的亚细胞定位，这可能会影响它们的 DNA 修复功能和其他细胞过程。NTH-1 位于细胞核和线粒体中，使其能够解决基因组和线粒体 DNA 损伤。另一方面，UNG-1 局限于细胞核，表明其在保护基因组完整性方面发挥着更专业的作用。这些定位差异可以解释每种 DNA 糖基化酶对神经元健康和阿尔茨海默病进展的不同影响。

来自美国国家老龄化研究所Vilhelm A Bohr团队强调针对 DNA 修复的特定成分来应对 tau 介导的病理的潜力。过度 DNA 损伤和 DNA 修复机制的复杂性在神经系统疾病进展中有着关键的作用。虽然预防 DNA 损伤和增强 DNA 修复传统上被认为是治疗策略，但选择性调节 DNA 修复途径可以提供新颖且有希望的治疗干预措施。具体而言，DNA 糖基化酶缺乏可以减轻 DNA 修复中间体的有害积累，因为DNA碱基切除修复通路尚未启动。此外，DNA 糖基化酶也参与转录相关的DNA碱基切除修复并在核基因表达中具有调节作用。需要进一步研究 DNA 修复蛋白在转录调控和调节中的作用。除了修复功能外，DNA 糖基化酶还可以通过涉及 DNA 甲基化和表观遗传调控的机制来调节基因的转录反应。另一个关键领域是剪接体的调控。剪接体是大型核糖核蛋白复合物，对于产生成熟的 mRNA 至关重要。剪接中断是阿尔茨海默病的标志。因此，通过 DNA 识别和修复损伤来调节 mRNA 剪接对 RNA 代谢的干扰，代表了未来研究的一个有趣且尚未探索的途径。然而，必须认识到人类和动物细胞对外部压力引起的 DNA 损伤的反应可能存在很大差异。因此，在将动物模型的发现推断到人类时，尤其需要谨慎。进一步研究人类系统对于加深理解和建立更强的相关性至关重要。

文章在《中国神经再生研究（英文）》杂志发表。