TERT是端粒酶活性调节的限速酶。在TERT抑制剂中，BIBR1532被认为是一种理想的先导化合物，因为它具有高选择性、强效性和细胞通透性，并且在众多的临床前和临床研究中，BIBR1532作为一种无不良副作用的抗癌药物被广泛研究。目前，许多研究表明，TERT在缺血性脑损伤时被诱导表达，且具有神经保护作用，但TERT是如何参与神经元的局部缺血耐受机制尚不清楚。
2021年9月13日，在JNC杂志发表的一篇重磅研究使用TERT抑制剂BIBR1532药物预处理神经元，通过CUT&Tag实验获取原代神经元TERT与全基因组DNA的结合位点并进行系统性数据分析及验证,旨在进一步揭示缺血耐受的相关机制，以及为药物性预处理用于脑卒中、衰老、痴呆及神经退行性病变治疗提供新思路。TERT是端粒酶活性调节的限速酶。在TERT抑制剂中，BIBR1532被认为是一种理想的先导化合物，因为它具有高选择性、强效性和细胞通透性，并且在众多的临床前和临床研究中，BIBR1532作为一种无不良副作用的抗癌药物被广泛研究。目前，许多研究表明，TERT在缺血性脑损伤时被诱导表达，且具有神经保护作用，但TERT是如何参与神经元的局部缺血耐受机制尚不清楚。
2021年9月13日，在JNC杂志发表的一篇重磅研究使用TERT抑制剂BIBR1532药物预处理神经元，通过CUT&Tag实验获取原代神经元TERT与全基因组DNA的结合位点并进行系统性数据分析及验证,旨在进一步揭示缺血耐受的相关机制，以及为药物性预处理用于脑卒中、衰老、痴呆及神经退行性病变治疗提供新思路。
前期通过对小鼠初级神经进行分离并建立OGD模型，发现30min OGD诱导的IPC对随后的OGD损伤具有最显著的保护作用。用IPC处理细胞10-60min后， RT-qPCR和westernblot分析显示，IPC后相比对照组，TERT表达下调。接着，用不同浓度的TERT的抑制剂BIBR1532对神经元进行预处理，发现低于20μM的BIBR1532不会对神经元细胞产生明显的毒性，且在2μM时具有显著的缺血耐受性和最大的保护作用。同时发现2μM 的BIBR1532处理细胞24h后，TERT活性明显受到抑制，而TERT蛋白表达水平没有显著变化（图1）。这些结果表明，BIBR1532可以给予神经元缺血耐受性保护。 图1：BIBR1532对神经元进行预处理后TERT的表达变化[1] 接下来，为了验证BIBR1532预处理会改变原代神经元细胞的转录谱，作者用对照载体或BIBR1532预处理初级神经元24h后，收集样本并进行ChIP-seq 分析，可能因为原代神经元细胞的内在挑战以及方法学的低信噪比，导致未能获得大量TERT-ChIP 的峰值分析，为了克服这个困难，他们使用了信噪比高，重复性好，灵敏度高的Novoprotein CUT&Tag试剂盒。作者先用CUT&Tag实验分析了RNA聚合酶II结合位点和组蛋白修饰的转录作用，成功验证了CUT&Tag实验可在初级神经元上应用（图2a）。后续用CUT&Tag定位TERT结合位点，结果对照组发现1690个峰，BIBR1532预处理组发现1652个峰，且TERT与神经元中的许多非端粒位点结合。基因组注释分析发现，对照组中56%的峰和预处理组中43%的峰位于启动子区域(图2b)。TERT特异性结合代表启动子结合峰，而IgG对照组仅显示背景信号，且结合峰位于TSS周围的启动子区域内 (图2c和d)。通过Motif分析，找到了motif A和motif B，分别是对照和预处理神经元基因组中与TERT结合的唯一序列，并且TERT结合基因的转录也可能受其它转录因子的共同调控（图2e）。 图2：BIBR1532预处理后初级神经元全基因组的tert结合谱的变化[1] 后续通过测序数据的深入分析，发现预处理诱导的TERT-启动子结合基因参与了氧化应激反应、细胞氧化还原稳态和细胞氧化应激反应，并且BIBR1532预处理可优先增强TERT与线粒体抗氧化基因启动子的结合，从而激活它们的转录。通过DCFH-DA荧光染色、超氧化物DHE染色、MitoSOX染色及JC-1染色测定线粒体膜电位(ΔΨM)，最终得出BIBR1532预处理可通过降低ROS来应对缺血性损伤诱导的氧化应激，最终增强线粒体氧化应激抗性。 最后，通过内源性TERT的慢病毒shRNA转染，证实了原代神经元中TERT的下调(图3a和b)。在细胞活力测定中，台盼蓝染色和PI染色均发现BIBR1532预处理后细胞死亡显著减少。而scramble对照组相比TERT敲除组，敲除破坏了BIBR1532预处理对OGD诱导的细胞死亡保护 (图3c -e)。同理验证了，TERT在BIBR1532诱导的氧化应激抵抗中的作用。以上表明，TERT在BIBR1532预处理诱导的神经元细胞缺血耐受中发挥重要作用。 图3：敲除TERT可消除BIBR1532预处理在OGD损伤后促进细胞存活的作用[1] 综上所述，他们的研究表明BIBR1532通过转录重编程诱导神经元的缺血耐受，鉴于氧化应激是包括神经退行性疾病和脑损伤在内的许多神经疾病的主要病理机制之一，本研究中发现的BIBR1532介导的TERT靶基因表达激活和内源性氧化应激抵抗机制可能为脑保护提供一种新的治疗策略。这预示BIBR1532可能成为一种有前途的药物预处理剂，用于预防和治疗脑损伤和其他神经功能障碍所致的缺血和氧化损伤。 在此研究中，近岸蛋白提供了NovoNGS® CUT&Tag 3.0 High-Sensitivity Kit (for Illumina®)（Cat.No.:N259-YH01）高灵敏度试剂盒，产品引用文献已有10余篇,为研究蛋白与DNA互作提供了帮助，为整个研究奠定了基础。 近岸蛋白相关产品 货号 产品名称 NovoNGS® ChiTag® 2.0 Transposase NovoNGS® ChiTag® 2.0 Transposome
参考文献： 1. Pharmacological preconditioning by TERT inhibitor BIBR1532 confers neuronal ischemic tolerance through TERT-mediated transcriptional reprogramming.[J]. Xuemin Xie et al. Journal of Neurochemistry.2021. 现在下单，还有机会参与促销活动哦！ NovoNGS®、ChiTag®是苏州近岸蛋白质科技股份有限公司的注册商标。其他商标归其所有者所有。