长链非编码RNA SLAMR在神经系统中许多未知功能的重要性

转录、翻译和轴突转运的特定改变导致新突触的产生和现有突触的修饰，这些都是公认的负责建立长期记忆(LTM)的过程。然而，控制这些关键步骤及其时空调节的确切机制仍然知之甚少。

新一代测序技术的最新进展揭示了转录组的复杂性，并导致了新的非编码RNA家族的发现。其中，长链非编码rna (lncRNAs)尤其令人感兴趣，因为它们在细胞核中驱动表观遗传变化和调节细胞质中的翻译中发挥作用，暗示它们可能是LTM的关键介质。值得注意的是，大约40%的lncrna在大脑中特异性富集。

图片来源： https://doi.org/10.1038/s41467-024-46972-8

近日，来自美国赫伯特·韦特海姆UF斯克里普斯生物医学创新与技术研究所的研究者们在Nat Commun杂志上发表了题为“Synaptically-targeted long non-coding RNA SLAMR promotes structural plasticity by increasing translation and CaMKII activity”的文章，该研究强调了lncrna在神经系统中许多未知功能的重要性。

最近的研究都表明lncrna可能在基本的神经元功能中起着关键作用，例如突触重塑、传递、突触发生、神经发生和神经元分化。此外，先前的研究表明，大脑中与记忆有关的不同区域，如前额叶皮层(PFC)、杏仁核和海马体，表现出独特的lncRNA谱。

因此，海马体在三突触回路的不同亚区显示出不同的lncRNA表达模式。这些特定的模式表明lncrna可能在LTM期间调节神经元功能中具有不同的作用。此外，lncRNA表达模式的变化可以通过活性依赖的方式进行调节。然而，神经元活动是否以及如何影响神经细胞的转录，以及如何影响神经细胞的转录，这在很大程度上仍然是未知的，因为神经细胞的活动导致突触相关的变化，并有助于长期记忆的形成。

在这里，研究者报告了一种lncRNA SLAMR的鉴定，它在情境恐惧条件作用下在ca1海马神经元中富集，而在CA3神经元中不富集。SLAMR通过分子马达KIF5C沿着树突运输，并在刺激时被招募到突触。SLAMR功能的丧失降低了树突的复杂性，并损害了脊柱结构可塑性和翻译的活动依赖性变化。相比之下，SLAMR功能的增强增强了树突复杂性、脊柱密度和翻译。

采用SLAMR全长生物素化探针进行pull-down纯化实验设计

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41467-024-46972-8

对SLAMR相互作用组的分析表明，它通过一个220个核苷酸的元件与CaMKIIα蛋白相关联，该元件也参与了SLAMR的运输。一名CaMKII报告者揭示了CaMKII活性的基础降低与SLAMR功能丧失。此外，CA1中SLAMR功能的选择性丧失破坏了雄性小鼠恐惧记忆的巩固，而不影响它们的获得、回忆、或消失或空间记忆。总之，这些结果为突触的活动依赖性变化和情境恐惧的巩固提供了新的分子和功能见解。

固结过程中SLAMR的模型图

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41467-024-46972-8

综上所述，本研究揭示了一种以前未被描述的长链非编码RNA (lncRNA)，作者将其命名为SLAMR。研究者已经证明，这种lncRNA是由背侧CA1区域的特定经历诱导的，并通过KIF5C沿着树突运输。此研究结果揭示了lncRNA表达的经验依赖性、细胞特异性调控以及lncRNA表达的复杂机制，lncRNA表达调控是如何影响关键的细胞过程，如蛋白质合成和关键信号分子如CaMKIIα的功能。此外，该研究结果强调了理解lncrna在神经系统中许多未知功能的重要性，并强调了阐明它们与编码rna和蛋白质共同介导细胞功能的作用的必要性。(生物谷 Bioon.com）

参考文献

Isabel Espadas et al.  Synaptically-targeted long non-coding RNA SLAMR promotes structural plasticity by increasing translation and CaMKII activity. Nat Commun. 2024 Mar 27;15(1):2694. doi: 10.1038/s41467-024-46972-8.