《Genes to Cells》：Species-Specific Parent-Of-Origin Expression of Adam23 in the Mammalian Brain
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本研究首次在具有沟回大脑的雪貂模型中系统筛选基因组印记（Genomic Imprinting）基因，发现ADAM金属肽酶结构域23（Adam23）呈现父本偏向性表达，且该表达模式在小鼠中为双等位基因表达，提示其具有物种特异性。功能实验表明Adam23剂量可双向调控神经突生长（Neurite Outgrowth）与细胞增殖，为理解印记基因在脑进化中的作用提供了新视角。
物种特异性亲本来源表达模式的研究背景
基因组印记是一种依赖亲本来源的表观遗传机制，在胎盘发育和胎儿生长中具有明确作用，但其对大脑功能和进化的贡献尚不完全清楚。与小鼠相比，雪貂作为具有沟回大脑的哺乳动物，其皮质结构更接近人类，为研究基因组印记在复杂大脑结构中的作用提供了理想模型。
雪貂大脑中印记基因的系统筛选
研究团队首先根据人类印记数据集筛选了65个候选基因，通过对11只成年雪貂进行单核苷酸多态性（SNP）筛选，最终选择了一对具有最多可分析位点的繁殖组合。在检测的基因中，Adam23和Nhp2l1显示明确的父本表达，Atp10a显示母本偏向性表达，而Pxdc1、Wrb和Ube3a则呈现双等位基因表达。
Adam23在雪貂大脑中的亲本来源表达特征
研究发现Adam23在雪貂大脑中呈现明显的父本表达偏向性，这种表达模式在不同脑区存在差异：枕叶皮质中父本偏向性最显著（等位基因比率3.81-4.38），而嗅球中接近双等位基因表达（比率1.7）。通过混合基因组DNA的验证实验证实，Sanger测峰高比率能够线性反映等位基因比例，且与焦磷酸测序结果一致。
物种间表达模式的比较分析
为了探究Adam23亲本来源表达模式的物种保守性，研究团队通过B6和JF1小鼠的互交实验发现，小鼠Adam23在大脑中为双等位基因表达（比率1.0-1.40），与雪貂中的父本偏向性表达形成鲜明对比。这表明Adam23的亲本来源表达模式具有物种特异性。
人类细胞中Adam23的表达调控
在人类SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞中，未分化状态的ADAM23呈现双等位基因表达（比率1.29），而在BDNF、db-cAMP和视黄酸诱导的神经元分化18天后，表达转向等位基因特异性偏向（比率2.48）。同时，分化过程中ADAM23总mRNA水平增加了约2.7倍，表明等位基因特异性表达与总基因输出可以解耦。
表观遗传调控机制探索
对雪貂Adam23基因上游CpG岛的甲基化分析发现，两个CpG岛（651bp和122bp）均未检测到甲基化，提示Adam23的亲本来源表达可能不依赖于经典的启动子甲基化机制，可能涉及非经典的表观遗传调控机制。
Adam23功能研究：神经突生长与细胞增殖的剂量敏感性
在Neuro-2aTG细胞中，Adam23敲低（45%-70%）显著增强神经突生长，但不影响细胞增殖。相反，牛Adam23过表达促进细胞增殖，而对神经突生长无显著影响。这些结果表明Adam23在神经发育过程中具有剂量敏感性和背景依赖性功能，可能通过调节神经前体细胞扩张与神经元连接之间的平衡来影响大脑皮质的复杂化。
讨论与展望
本研究首次在雪貂大脑中鉴定出Adam23作为非经典印记基因，其亲本来源表达模式在具有沟回大脑的物种（雪貂和人类）中保守，而在光滑大脑的小鼠中缺失。功能实验表明Adam23剂量可双向调控神经发育过程，支持冲突假说的预测，即父本表达基因倾向于促进生长和资源获取。这些发现强调了比较印记研究在理解哺乳动物大脑进化中的重要性，为研究亲本基因组如何塑造大脑发育和功能提供了新框架。
实验方法概述
研究采用雪貂和小鼠模型，通过RT-PCR、直接测序、焦磷酸测序等技术进行等位基因表达分析。细胞实验包括Neuro-2aTG细胞的基因敲低和过表达，以及SH-SY5Y细胞的神经元分化模型。功能分析涵盖细胞增殖 assay和免疫荧光染色定量神经突长度。统计学分析采用Mann-Whitney U检验和双因素方差分析。
