一种DEK蛋白在制备激活休眠神经干细胞药物中的应用

（一）本发明涉及一种dek蛋白在制备激活休眠神经干细胞药物中的应用，特别是dek蛋白在神经退行性及损伤性疾病中促进神经发生产生新生神经元细胞，从而实现脑衰老及脑卒中的治愈，以及在临床上用于治愈各种神经退行及损伤性疾病。

背景技术：

0、（二）背景技术

1、神经退行性（脑衰老）及损伤性疾病，如阿尔兹海默症、帕金森症、脑卒中（中风）、颅脑及脊髓损伤等患者在神经系统不同区域功能性神经元死亡并导致运动、语言、认知等功能障碍。由于神经损伤性病变后，凋亡的神经细胞不能得到补充使得神经系统疾病成为致死、致残率最高的疾病之一。目前尚没有针对细胞完全死亡区（如缺血性脑卒中的暗区）治疗的有效途径。成年人的大脑内是否能够有新生神经元产生的神经再生备受争议。尽管在成年人的大脑中存在着神经干细胞，但是它们长期处于休眠状态而且其生物学功能尚不明确。如何通过激活成体休眠神经干细胞，促进神经发生产生新生神经元，修复并补充已损伤或死亡的功能神经元，一直以来是神经退行性及损伤性疾病有效治疗面临的重大挑战。

2、哺乳动物的神经发生主要起源于哺乳动物侧脑室的室管膜下区以及海马体齿状回的颗粒细胞下层的神经干细胞。它们可以通过增殖并产生过渡态的神经前体细胞及神经母细胞，并通过侧迁移流迁移运动到嗅球以及放射状沿着颗粒细胞层迁移，进而分化为成不同的神经元亚型。然而，成体神经干细胞基本处于休眠状态，它们在各种神经退行性及损伤性疾病条件下的生物学功能及其休眠与激活的调控机制尚未被明确。休眠神经干细胞一旦被激活，就能够产生具有增殖分化能力的激活态的神经干细胞从而维持干细胞库，并通过细胞增殖、迁移、分化产生功能性神经元和胶质细胞完成对神经系统的功能维持与重建。因此，通过激活休眠神经干细胞促进神经再生在神经损伤性疾病治疗上被寄予了极大的期待。近年来的研究发现各种调控神经干细胞休眠的分子都与notch信号通路密切相关。其中，由notch通路效应分子hes家族调控的通过抑制ascl1基因表达以及ascl1泛素化连接酶huwe1降解进而调控神经干细胞进入休眠状态（ables, j.l., breunig, j.j., eisch,a.j., and rakic, p. (2011). not(ch) just development: notch signalling in theadult brain. nat. rev. neurosci. 12, 269–283.）。然而，通过notch敲除能够激活休眠神经干细胞但很快导致干细胞库的耗竭，无法实现持续性神经再生。

3、为了突破休眠神经的激活调控的研究瓶颈，我们利用生活在高山盐湖并能够产生休眠胚胎的卤虫（丰年虫），研究发现了dek蛋白能够通过与染色质结合，促进异染色质向常染色质结构的转变，从而表观调控休眠细胞的激活，导致卤虫打破胚胎休眠（wen-huanjia, an-qi li, jing-yi feng, yan-fu ding, sen ye, jin-shu yang and wei-junyang (2019). dek terminates diapause by activation of quiescent cells in thecrustacean artemia. biochemical journal 476 (12), 1753–1769.）。

4、本发明通过构建以dek条件性过表达激活休眠神经干细胞的小鼠研究模型，发现dek条件性过表达能够激活休眠神经干细胞并表现出极显著并持久的神经再生能力，发现在老年衰老小鼠脑及脑卒中小鼠的神经再生，从而实现了缓解老年鼠的脑衰老并对脑卒中有显著的损伤修复作用。

技术实现思路

0、（三） 技术实现要素：

1、本发明目的是提供一种dek蛋白在制备激活休眠神经干细胞药物中的应用，特别是通过内源及外源dek蛋白激活成体休眠神经干细胞，促进成体、老年及脑卒中小鼠脑的神经再生，对减缓老年脑的衰老及脑卒中损伤修复具有显著的作用。

2、本发明采用的技术方案是：

3、第一方面，本发明提供一种dek蛋白在制备激活休眠神经干细胞药物中的应用。

4、进一步，所述dek蛋白具有seq id no.1所示保守核酸序列。

5、进一步，所述dek蛋白具有seq id no.2所示氨基酸序列95%以上相似性。

6、更进一步，所述dek蛋白对应seq id no.1，具有seq id no.2所示保守氨基酸序列（380个氨基酸），编码基因序列为seq id no.1所示（dna全长为1143bp）。

7、本发明所述dek蛋白在制备激活休眠神经干细胞药物中的应用是在休眠神经干细胞中过表达内源dek蛋白或将外源dek蛋白投递到休眠神经干细胞中，达到激活休眠神经干细胞的目的。

8、第二方面，本发明提供一种所述dek蛋白在制备预防或治疗脑神经损伤药物中的应用，所述脑神经损伤包括脑卒中，阿尔兹海默症，帕金森病等。所述药物是将dek蛋白通过体外表达纯化以外泌体搭载制备而成，或以基因工程病毒搭载dek制备而成。所述的应用是将dek蛋白通过体外表达纯化以外泌体搭载作为制剂使用，或以基因工程病毒搭载dek作为基因治疗的手段。

9、第三方面，本发明提供一种dek蛋白制备激活休眠神经干细胞试剂中的应用，所述试剂包括内源及外源dek蛋白。所述激活是在休眠神经干细胞中过表达内源dek蛋白或将外源dek蛋白投递到休眠神经干细胞中，达到激活休眠神经干细胞的目的。所述试剂能够用于脑神经退行性及损伤性疾病的临床治疗和基础科学研究。

10、本发明dek蛋白激活休眠神经干细胞的机理为：在小鼠体内神经干细胞中过表达dek蛋白能够激活休眠神经干细胞并促进神经再生，即dek蛋白通过下调notch，foxo3，p53及p21基因的表达并上调myc及wnt3a基因的表达，从而激活休眠的神经干细胞，促进其增殖产生大量的神经母细胞，并通过侧迁移流迁移运动到嗅球以及放射状沿着颗粒细胞层迁移，进而分化为成不同的神经元亚型。这些新生神经元进而改善了老年小鼠脑的衰老以及促进了脑卒中脑的损伤修复。

11、与现有的脑衰老和脑卒中的临床治疗的方法相比，本发明有益效果主要体现在：由于在成年人的大脑中存在着的神经干细胞长期处于休眠状态，在衰老及损伤条件下均无法被激活并产生新生神经元细胞，是神经退行性及损伤性疾病无法完全治愈的主要原因。目前在临床对神经退行性疾病的治疗仍然停留在减缓神经元细胞的损伤及凋亡的进程，在神经损伤性疾病以通过消除炎症，重建血供和修复血脑屏障，抗氧化等对细胞损伤的保护及恢复，目前没有通过产生新生神经元的治疗有效途径。本发明利用dek蛋白激活休眠神经干细胞，促进神经再生并产生新生神经元，实现缓解脑衰老过程中枯竭的神经发生活动，重启神经发生，使其与年轻大脑中的神经发生水平相当，并且在脑卒中损伤修复中，dek蛋白可以激活内源性休眠神经干细胞，产生大量后代神经元母细胞和星形胶质细胞，加速损伤修复进程的应用。缓解脑衰老及脑卒中损伤修复的应用。在成体休眠神经干细胞中过表达dek不会破坏神经干细胞库的稳态，在长达8个月的时间内都不会引发神经干细胞库的衰竭。

12、本发明在小鼠中通过条件性过表达dek蛋白能够激活休眠神经干细胞，促进老年衰老及脑卒中小鼠脑中的神经再生，从而实现了老年脑衰老的缓解及脑卒中神经损伤修复（图1-3）。本实验中观察到老年小鼠脑及脑卒中小鼠脑中显著性产生新生神经元。

13、本发明是首例关于dek蛋白激活休眠神经干细胞，产生大量新生神经元的研究和报道，也是首次使用dek蛋白处理治疗小鼠脑衰老及脑卒中。本发明在各种人类神经退行性及损伤性疾病治疗的临床上有着重大的应用价值。