P19细胞神经分化相关ppGalNAc-T13的功能解析

神经细胞发育分化与细胞-细胞外基质相互作用密切相关，细胞膜蛋白的糖基化参与细胞与细胞外基质的相互作用，50%以上的细胞膜蛋白为糖基化蛋白。 已有文献报道O-糖链的Core1结构对于果蝇神经发育是不可或缺的，作为细胞膜蛋白的重要的O-糖基化修饰在神经细胞发育分化过程中的机理尚不明确。本项目以小鼠P19细胞神经方向分化模型为研究对象，研究神经细胞特异性表达的O-GalNAc糖链起始反应酶的ppGalNAc-T13在细胞神经分化过程中的功能机制，寻找ppGalNAc-T13在P19细胞神经分化过程中的糖基化靶向蛋白，探究O-糖链结构及分布变化与神经细胞生长发育之间的关系，为揭示O-糖基化在神经系统发育过程中的分子作用机理奠定基础。

本项目以小鼠畸胎瘤细胞系P19C6体外神经诱导分化模型为研究对象，研究O-GalNAc糖链起始反应酶之一ppGalNAc-T13在神经分化过程中的功能机制，寻找T13在神经分化发育过程中的糖基化靶向蛋白，探究O-糖链结构及分布变化与神经分化之间的关系。首先我们在全反式维甲酸（ATRA）诱导下P19C6细胞的神经分化阶段以及小鼠大脑发育和原代皮层神经元成熟过程中，确认了ppGalNAc-T13的上调表达，并伴随有蛋白质O-糖基化水平的升高。同时在非诱导条件下，过表达ppGalNAc-T13的P19C6细胞形态上出现了神经突起样结构，且同样出现细胞整体O-糖基化水平上升现象。运用活体细胞代谢性标记结合二维电泳分离和点击化学反应检测的手段，我们在过表达ppGalNAc-T13的P19C6细胞中检测到O-糖基化水平升高的ppGalNAc-T13可能潜在修饰蛋白。在稳定抑制ppGalNAc-T13表达后，P19C6细胞在诱导期死亡加剧，且神经分化被抑制。免疫荧光共定位发现ppGalNAc-T13定位于细胞内质网及神经轴突中。以上研究首次观察和分析了蛋白质O-糖基化转移酶在细胞神经分化发育过程中的作用，为进一步揭示蛋白质O-糖基化在神经轴突延伸中的调控研究奠定了基础。