SLC35A2 loss-of-function variants affect glycomic signatures, neuronal fate and network dynamics.
研究背景
SLC35A2 编码的 UDP - 半乳糖转运蛋白在糖基化中起关键作用，其功能丧失（LOF）变异与先天性糖基化障碍和难治性癫痫有关，但对大脑发育和网络完整性的具体影响不明。本研究用诱导多能干细胞（iPSC）衍生的神经元模型探究其功能影响。
方法速览
使用 CRISPR/Cas9 技术编辑 iPSCs，生成 SLC35A2S304P/Y 和 SLC35A2 - /Y 变异株；定向分化 iPSCs 为皮层神经元评估神经发育和网络动力学；用免疫荧光染色、Western blot、N - 糖谱分析、MEA 记录和单细胞电生理记录等技术分析功能影响。
主要发现
- 异常糖基化：CRISPR/Cas9 编辑的 iPSCs 完全丧失 SLC35A2 蛋白表达和高尔基体定位，细胞糖基化异常，复杂 N - 糖结构显著减少。
- 促进早期神经发生：SLC35A2 LOF 变异的 iPSCs 分化时神经管形成提前、神经元突触延长，神经元分化加速，RBFOX3 表达早期显著升高。
- 神经网络活动减弱和非同步放电：SLC35A2 LOF 神经网络平均放电率低，缺乏同步放电，爆发持续时间延长但爆发内放电频率降低。
- 偏向 GABA 能命运：SLC35A2 LOF 神经元中 GABA 能标志物 mRNA 表达显著增加，GABA 能神经元比例显著增加。
- 突触变化：SLC35A2 LOF 神经元中 mEPSC 频率增加，mIPSC 事件富集，抑制性突触后密度标记物 GPHN 的 mRNA 表达显著增加。
总结展望
本研究首次用人源 iPSC 模型系统研究 SLC35A2 LOF 变异对神经发育和网络动力学的影响，揭示其在调节神经元命运中的新作用。不过研究主要基于体外实验，需体内实验验证，且未涉及所有已知变异类型。