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细胞周期。2014年1月1日;13(1): 15.
2013年11月22日在线发布。 数字对象标识:10.4161/cc.27300
预防性维修识别码:项目经理3925727
PMID:24270861

神经发生的代谢调节

谷氨酰胺酶-2的作用

谷氨酰胺在许多代谢过程中起着关键作用。谷氨酰胺脱氨基生成谷氨酸由2种酶介导:谷氨酰胺酶1和谷氨酰胺酶2。虽然这两种同工酶都在神经系统中表达,但我们对其在发育和大脑病理生理学中的调节和功能的理解仍然不完整。Velletri等人的工作发表于细胞周期对控制神经系统中GLS2表达的调节途径和GLS2在神经元分化中的功能提供了重要见解1(图1).

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图1。Velletri等人的研究表明GLS2参与神经发生的调节。尚待确定的是,它是否对神经祖细胞/干细胞的扩增和/或其对神经元分化的承诺也很重要。

首先,作者表明,p53家族成员TAp73在神经母细胞瘤细胞的神经元分化过程中促进GLS2的转录,表明GLS2在调节神经发生中起着重要作用。事实上,GLS2的过度表达增加了神经突起的生长,而GLS2敲除具有显著但适度的抑制作用,这可能是由于GLS1的代偿诱导所致。此外,抑制初级神经元中的GLS活性会导致神经发生受损。值得注意的是,GLS2表达或活性的调节显著改变了神经母细胞瘤细胞中的ATP水平,而GSH/GSSG比率没有受到影响。确定ATP水平的变化是否是由电子传递链活性或糖酵解的改变引起的,这将是一个有趣的问题。在这方面,冯及其同事以前的一项研究表明,GLS2通过生成谷氨酸和α-酮戊二酸调节线粒体代谢,从而进入克雷布斯循环。2

为了深入了解GLS2在体内的作用,Velletri等人分析了小脑发育过程中GLS2的表达。有趣的是,GLS2转录物在出生后第0天(P0)和P1之间显著增加,P1是一个与颗粒细胞祖细胞大规模扩增相关的发育阶段。在这方面,研究GLS增加是否发生在增殖的GCP、有丝分裂后的GCP或早期出生的颗粒神经元中是很重要的。这将指导未来的实验,以确定GLS是否不仅在神经元分化中发挥作用,而且在GCP扩展/承诺中发挥作用(图1).

尽管TAp73在神经母细胞瘤细胞中对GLS2的调节有明确的作用,但GLS2表达不受海马和培养海马神经元中p73缺失的影响。尽管这些数据倾向于排除p73在体内调节GLS2中的作用,但分析p73缺失导致海马表型出现之前发育阶段的GLS2水平非常重要。此外,分析p53家族成员在大脑不同区域的表达也很有趣,因为只有在p53表达水平低或缺失的区域,p73缺失的影响才是实质性的。

在这份有趣的手稿的最后一部分,作者对TAp73和DeltaNp73缺陷的皮层神经元进行代谢谱分析,以寻找潜在的p73依赖性代谢改变。有趣的是,TAp73缺失伴随着GABA的降低,天冬氨酸和N-乙酰天冬氨酰谷氨酸(NAAG)没有任何可检测的变化。相反,NAAG、其前体N-乙酰天冬氨酸(NAA)和甘氨酸在DeltaNp73−/−细胞中减少,表明p73具有异构体特异性代谢功能。

总的来说,这些发现无疑将启动一系列有趣的新研究,旨在确定p73及其亚型在神经系统中的代谢作用。例如,一个有趣的进展是确定p73在p53缺乏的肿瘤中是否具有意料之外的代谢作用,特别是考虑到谷氨酰胺代谢在癌症中的重要性。

工具书类

1Velletri T等人。细胞周期。2013;12:3564–73. doi:10.4161/cc.26771。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]
2胡伟等。美国国家科学院院刊。2010;107:7455–60. doi:10.1073/pnas.1001006107。 [PMC免费文章][公共医学] [交叉参考][谷歌学者]

文章来自细胞周期由以下人员提供泰勒和弗朗西斯