Specificity and Redundancy of Profilin 1 and 2 Function in Brain Development and Neuronal Structure.
Specificity and Redundancy of Profilin 1 and 2 Function in Brain Development and Neuronal Structure.
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Profilin 1和2在脑发育和神经元结构中功能的特异性和冗余性。
DOI：
10.3390/cells10092310
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发表时间：
2021-09-03
期刊：
影响因子：
6
通讯作者：
Pilo Boyl P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Di Domenico M;Jokwitz M;Witke W;Pilo Boyl P
已经讨论了在许多细胞过程中，包括肌动蛋白聚合的Profilin功能。一个令人困惑的方面是在大多数组织中同时表达一种以上的profilin亚型。在神经元前体和神经元中，profilin 1和profilin 2共表达，但它们在脑形态发生中的特异性和冗余功能仍不清楚。使用一个条件性基因敲除小鼠模型，在发育中的中枢神经系统中的两个profilins，我们发现，profilin的阈值水平是必要的神经元干细胞室的维护和分化的神经元的产生，无论特定的亚型。在胚胎发育期间，profilin 1比profilin 2更丰富;因此，profilin 1水平的调节导致比profilin 2的耗尽更严重的表型。有趣的是，这些异构体的相关性在出生后的大脑中被逆转了。成熟神经元的形态显示出对profilin 2的更强依赖性，因为这是神经元中的主要同种型。我们的数据突出了冗余功能的profilins在神经元前体的扩展和分化，以及在维护锥体神经元树突树枝状。具体的profilin亚型是不太相关的，但是，阈值profilin水平是必不可少的。我们建议，共同的活动profilin 1和profilin 2在肌动蛋白动力学是负责观察到的补偿效应。
Profilin functions have been discussed in numerous cellular processes, including actin polymerization. One puzzling aspect is the concomitant expression of more than one profilin isoform in most tissues. In neuronal precursors and in neurons, profilin 1 and profilin 2 are co-expressed, but their specific and redundant functions in brain morphogenesis are still unclear. Using a conditional knockout mouse model to inactivate both profilins in the developing CNS, we found that threshold levels of profilin are necessary for the maintenance of the neuronal stem-cell compartment and the generation of the differentiated neurons, irrespective of the specific isoform. During embryonic development, profilin 1 is more abundant than profilin 2; consequently, modulation of profilin 1 levels resulted in a more severe phenotype than depletion of profilin 2. Interestingly, the relevance of the isoforms was reversed in the postnatal brain. Morphology of mature neurons showed a stronger dependence on profilin 2, since this is the predominant isoform in neurons. Our data highlight redundant functions of profilins in neuronal precursor expansion and differentiation, as well as in the maintenance of pyramidal neuron dendritic arborization. The specific profilin isoform is less relevant; however, a threshold profilin level is essential. We propose that the common activity of profilin 1 and profilin 2 in actin dynamics is responsible for the observed compensatory effects.
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