البروتيوميات، البنية الدقيقة، وعلم وظائف الأعضاء للتشابكات العصبية في نموذج فأر متلازمة التثلث الصبغي الهش تكشف عن نمط ظاهري قبل التشابك

تُعتبر متلازمة التثلث الصبغي الهش (FXS) الشكل الأكثر شيوعًا من التخلف العقلي الوراثي، وتنجم عن طفرة فقدان الوظيفة في جين Fmr1، الذي يقوم بتشفير بروتين التخلف العقلي الهش (FMRP). يؤثر FMRP على تخليق البروتينات التفرعية، مما يسبب شذوذات تشابكية. هنا، استخدمنا نهج البروتيوميات الكمي في نموذج فأر FXS لكشف التغيرات في مستويات بروتينات التشابك الحُُُُُُُُُُُُُُُُُُُُُُُُُُُُن. تم تحليل ستة عشر مجموعة مستقلة من فئران مجاوبة لـ Fmr1 وفئران من النوع البري باستخدام مجموعتين من تجارب iTRAQ متعددة المهام. من بين 205 بروتينات تم قياسها مع ما لا يقل عن ثلاثة ببتيدات متميزة في كلا سلسلتي iTRAQ، اختلفت وفرة 23 بروتينًا بين التشابكات العصبية لفئران Fmr1 المعزولة والنمط البري بمعدل اكتشاف زائف (q-value) <5%. تم تأكيد الفروقات الهامة من خلال التحليل الكمي للبروتينات. تم تنظيم مجموعة من البروتينات المعروفة بأنها تُشارك في تمايز الخلايا ونمو الألياف العصبية، والتي تضمنت Basp1 وGap43، وهما ركيزتان معروفتان لتفاعل PKC، وCend1. يتم التعبير عن Basp1 وGap43 بشكل رئيسي في مخاريط النمو والنهايات قبل التشابك. متوافقين مع ذلك، كشفت التحليل البنية الدقيقة في التشابكات العصبية الهشة المتطورة عن مناطق نشطة أصغر مع كثافات ما بعد التشابك المناظرة ومجموعات أصغر من الحويصلات المترابطة، مما يدل على نضوج غير مكتمل قبل التشابك. تم تنظيم مجموعة ثانية من البروتينات المشاركة في إفراز الحويصلات التشابكية في نموذج فأر FXS. بالتالي، تأثرت المساعدة الثنائية الموجبة والتسهيل القصير الأمد بشكل كبير في هذه التشابكات العصبية. بشكل جماعي، تشير التنظيمات المتغيرة للبروتينات المعبر عنها قبل التشابك، والبنية الدقيقة غير الناضجة، والمرونة القصيرة الأمد المهددة إلى تغييرات قبل التشابك التي تتعلق بالانتقال الغلوتاماتيكي في FXS في هذه المرحلة من التطور.