一项开创性的研究揭示了大脑中一种精密的调控机制，该机制如同无形的守护者，确保神经元维持其独特的身份。西班牙国家科学研究委员会（CSIC）与米格尔·埃尔南德斯大学（UMH）联合神经科学研究所的研究人员，在小鼠模型中识别出两种关键酶——KDM1A和KDM5C——它们协同作用，扮演着表观遗传守护者的角色。
这两种酶通过沉默非神经元特异性基因，确保只有正确的遗传指令得以激活，从而维护神经元的纯粹性。这项发表在《细胞报告》上的研究，利用了一种特殊的成年小鼠模型，在其大脑神经元中同时移除了KDM1A和KDM5C的基因，以便观察在神经元发育成熟后，失去表观遗传控制所带来的后果。研究发现，这两种酶的联合作用远比它们各自独立发挥作用更为关键。当这两种酶均失效时，神经元会开始表达不恰当的基因，进而对记忆、学习和焦虑调控产生负面影响。
通过多学科的综合分析，研究人员观察到，这两种酶的缺失深刻地改变了神经元的表观遗传图谱。大量基因组区域积累了与活跃基因相关的表观遗传标记，而这些区域本应处于静默状态。同时，研究还发现了神经元基因组三维结构上的紊乱。这些变化最终导致神经元生理功能的改变，例如兴奋性增强，直接影响了小鼠的行为和认知能力。这些发现标志着我们在理解与表观遗传调控因子突变相关的智力障碍等神经系统疾病起源方面迈出了重要一步。
深入理解这两种酶的相互作用，有助于我们破译神经元生物学机制，并为识别与神经系统疾病相关的潜在调控途径提供线索。此项研究建立在同一实验室先前工作的基础上，该实验室此前已证明KDM1A对于维持基因组组织和防止与年龄相关的退化至关重要，而KDM5C则有助于防止错误的转录并精细调节神经元反应。这项研究的新颖之处在于揭示了这两种蛋白质在协同作用下共同维护神经元身份的关键作用。值得注意的是，在人类中，KDM1A和KDM5C基因的突变已被证实与智力障碍及其他神经系统疾病相关联。这项工作为深入探索某些脑部疾病的起源开辟了新的研究途径。
这项研究不仅加深了我们对神经元基本生物学机制的理解，也为探索和治疗与表观遗传失调相关的神经系统疾病带来了新的希望。例如，研究表明，表观遗传机制在神经元发育和功能维持中起着至关重要的作用，而其失调可能导致包括阿尔茨海默病和帕金森病在内的多种神经退行性疾病的发生。对KDM1A等酶的研究，也为理解神经元身份的维持提供了新的视角，因为这些酶在确保基因表达的精确调控中扮演着关键角色。此外，对表观遗传调控的研究也为理解智力障碍等神经发育障碍提供了新的思路，这些障碍往往与基因表达的异常调控有关。