ARC

更新于：2025-05-07

基本信息

别名

activity regulated cytoskeleton associated protein、Activity-regulated cytoskeleton-associated protein、Activity-regulated gene 3.1 protein homolog

+ [5]

简介

Master regulator of synaptic plasticity that self-assembles into virion-like capsids that encapsulate RNAs and mediate intercellular RNA transfer in the nervous system. ARC protein is released from neurons in extracellular vesicles that mediate the transfer of ARC mRNA into new target cells, where ARC mRNA can undergo activity-dependent translation. ARC capsids are endocytosed and are able to transfer ARC mRNA into the cytoplasm of neurons. Acts as a key regulator of synaptic plasticity: required for protein synthesis-dependent forms of long-term potentiation (LTP) and depression (LTD) and for the formation of long-term memory. Regulates synaptic plasticity by promoting endocytosis of AMPA receptors (AMPARs) in response to synaptic activity: this endocytic pathway maintains levels of surface AMPARs in response to chronic changes in neuronal activity through synaptic scaling, thereby contributing to neuronal homeostasis. Acts as a postsynaptic mediator of activity-dependent synapse elimination in the developing cerebellum by mediating elimination of surplus climbing fiber synapses. Accumulates at weaker synapses, probably to prevent their undesired enhancement. This suggests that ARC-containing virion-like capsids may be required to eliminate synaptic material. Required to transduce experience into long-lasting changes in visual cortex plasticity and for long-term memory (By similarity). Involved in postsynaptic trafficking and processing of amyloid-beta A4 (APP) via interaction with PSEN1 (By similarity). In addition to its role in synapses, also involved in the regulation of the immune system: specifically expressed in skin-migratory dendritic cells and regulates fast dendritic cell migration, thereby regulating T-cell activation (By similarity).

关联

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项与 ARC 相关的文献（医药）

2025-06-01·European Journal of Pharmacology

Arctiin attenuated NASH by inhibiting glycolysis and inflammation via FGFR2/CSF1R signaling

Article

作者: Li, Xiaolin ; Zhang, Aizhen ; Fu, Yeliu ; Qiu, Shengchen ; Zeng, Yuanyuan

The present work was conducted to evaluate the pharmacological effect of Arctiin(ARC) on high fat diet(HFD)-induced Non-alcoholic steatohepatitis(NASH) and investigate its potential mechanism. The network pharmacology and bioinformatic analyses predicted that FGFR2 might be the potential target of ARC. Palmitic acid(PA)-induced AML12 cell was employed as the in vitro model. ARC reduced the levels of ALT, AST, TC, TG, and attenuated histopathological alteration. ARC inhibited inflammatory cytokines, inflammatory molecules, downregulated the expressions of FGFR2/CSF1R, inhibited glycolysis and promoted oxidative phosphorylation both in vivo and in vitro. ARC enhanced mitochondrial membrane potential and reduced oxidative stress. The application of FGFR2-OE plasmid, CSF1R-OE plasmid, CSF1R inhibitor PLX indicated that ARC attenuated glycolysis and inflammation in PA-induced AML12 cells via FGFR2/CSF1R signaling. HIF1A was proved to be involved in this process using HIF1A agonist DEF and HIF1A inhibitor PX478. Molecular docking and molecular dynamic suggested that ARC might combine with FGFR2. In conclusion, the present study demonstrated that ARC ameliorated NASH by inhibiting glycolysis and inflammation via FGFR2/CSF1R signaling.

2025-05-01·Experimental Eye Research

MiR-224-3p regulates ferroptosis and inflammation in lens epithelial cells by targeting ACSL4

Article

作者: Xu, Mengyue ; Liu, Yan ; Sun, Feng ; Xu, Che ; Li, Juan ; Han, Yuanyuan ; Li, Na ; Wang, Jianfeng

In this study, we investigated the expression levels of miR-224-3p and inflammatory factors in the lens epithelium of patients with high myopia cataract (HMC) to determine how miR-224-3p/ACSL4 affects ferroptosis and inflammation in human lens epithelial cells (HLECs). The capsule tissues (including lens epithelial cells) of 36 patients with HMC and 36 patients with age-related cataract (ARC) were taken respectively. 18HMC and 18ARC capsule tissues were selected for RNA sequencing (RNA-Seq) and the rest were used for qPCR assays. The expression of miR-224-3p and ACSL4 in the capsules of patients was detected by qPCR, and RNA was extracted from each of the six capsules. To evaluate ferroptosis and inflammation, the levels of expression of ACSL4, GPX4, TFR1 and IL-6 was determined by immunohistochemistry, Transmission electron microscopy image showed the structure of mitochondria. The differential expression of mir-224-3p was identified through RNA sequencing, with its expression significantly increased in HMC. As a result, mir-224-3p was chosen for further experimentation. The expression levels of ACSL4, TFR1 and GPX4 varied between HMC and ARC. Target Scan predicted a direct binding site between mir-224-3p and ACSL4. The results showed that the expression levels of miR-224-3p, TFR1 and IL-6 in the HMC patients were significantly greater than those in ARC. ACSL4 and GPX4 in HMC were considerably lower than those in ARC. Electron microscopy images revealed that the mitochondria of HMC were significantly shrunken compared to those of ARC. So it was thought that ferroptosis and inflammation occured in HMC patients. A dual-luciferase report found miR-224-3p regulated ACSL4. PCR and WB assays revealed that ACSL4 was the downstream target gene of miR-224-3p. We also found that miR-224-3p promoted the proliferation and migration of HLECs. TNF-α (20 ng/mL) induced an inflammatory response in HLECs. Also, miR-224-3p effectively inhibited ferroptosis in HLECs induced by erastin, meanwhile the expression levels of Fe2+, MDA, ROS, and TFR1 were reduced, while GPX4 and GSH expression levels were elevated. The level of expression of IL-6 was decreased. Additionally, miR-224-3p increased the viability of HLECs by regulating ferroptosis and inflammation via ACSL4 targeting.

2025-05-01·European Journal of Medicinal Chemistry

Development of linear β-turn inducers containing peptides as arc mimetics with DNA topological and sequence selectivity

Article

作者: Mascareñas, José Luis ; Mollica, Adriano ; Santoro, Federica ; Randazzo, Antonio ; Learte-Aymamí, Soraya ; Amato, Jussara ; D'Ingiullo, Sara ; Carotenuto, Alfonso ; De Rosa, Martina ; Arciuolo, Valentina ; Stefanucci, Azzurra ; Procino, Eleonora ; Brancaccio, Diego ; Rodriguez, Jessica ; Marinaccio, Lorenza

In general, biological macromolecules such as proteins interact with the major groove of the ds-DNA via hydrogen bonds formation, thus blocking the site access of TFs to specific DNA sequences. Considering that the primary sequence of arc repressor responsible for DNA binding is well-characterized as well as the 3D-conformational requisites for its optimal interactions with the specific DNA base-pairs, a series of well-tailored arc analogues could be designed using computational molecular tools and available structural data. These novel molecular entities have been synthesized following ultrasound assisted-solid phase peptide synthesis (US-SPPS), characterized by NMR experiments and screened for TAGA box selectivity on DNA oligomers using a battery of DNA displacement assays. Data obtained show a clear tendency of peptide ACAS_4 to assume a 3-D β-sheet like structure responsible of the interaction with DNA major groove and to bind selectively to the consensus sequence of DNA. For the best of our knowledge this is the first report on a β-sheet arc mimetic endowed with topological and sequence selectivity for the TAGA box of DNA.

项与 ARC 相关的新闻（医药）

2024-03-09

·药精通Bio

张锋团队最新发文：基于PNMA蛋白开发全新mRNA递送系统！

嘉宾阵容以及授课话题已曝光，点击图片查询，合作热线：王晨 180 1628 8769来源：iNature作者：枫叶排版：Vergil人类基因组中的许多内源性基因编码逆转录病毒样蛋白，这些蛋白是从古老的逆转录元件驯化而来的。副肿瘤Ma抗原(PNMA)家族成员编码一个gag样衣壳结构域，但它们作为衣壳组装和细胞间运输的能力仍未被描述。2024年3月4日，博德研究所张锋团队在PNAS在线发表题为“Human paraneoplastic antigen Ma2 (PNMA2) forms icosahedral capsids that can be engineered for mRNA delivery”的研究论文，该研究系统地探索了人类PNMA蛋白，发现人类细胞分泌了许多PNMA。该研究确定PNMA2有效地形成二十面体衣壳，但不自然地包裹核酸。该研究解析了PNMA2的冷冻电镜(cryo-EM)结构，并利用该结构设计了具有RNA包装能力的工程PNMA2(ePNMA2)颗粒。重组纯化的ePNMA2蛋白将mRNA分子包装到二十面体衣壳中，并可以作为哺乳动物细胞系的递送载体，这表明了工程内源性衣壳作为核酸治疗递送方式的潜力。基于RNA的疗法，包括基于mRNA的疫苗，具有广泛应用于各种疾病背景的潜力。为了实现这一潜力，我们需要一套能够有效包装和安全地将治疗性RNA货物运送到特定组织的运载工具。已经开发了几种递送方式，包括非病毒方法，如脂质纳米颗粒(LNPs)，已成功用于递送寡核苷酸和mRNA治疗药物，以及病毒载体，如腺相关病毒(AAV)。然而，由于货物大小限制、免疫原性、难以实现组织特异性靶向和可扩展生产等因素，这些方法的广泛适用性受到限制。来自人类基因组的自然递送系统可能为新的工程基因转移方式提供基础，可以解决这些限制。最近的研究发现，人类基因组中存在多种内源性gag样基因，它们类似于逆转录病毒结构蛋白，因此可能被设计用于基因转移。其中一些基因，包括Arc和Peg10，已经被驯化，并在正常哺乳动物生理中发挥重要作用。先前的研究也表明，ARC和PEG10 gag样蛋白具有形成衣壳结构的能力，可以包装它们的同源mRNA。为了扩展这种天然能力，PEG10最近被设计成可编程地包装并将外源性货物mRNA递送到人类细胞中，证明了这些内源性逆转录转座子衍生蛋白作为一种新的核酸递送方式的潜力。为了进一步探索内源性gag样蛋白用于治疗性RNA递送的潜力，研究人员试图系统地表征副肿瘤Ma抗原(PNMA)蛋白家族。它在人类中含有超过12种蛋白质，最初是由于一些PNMAs编码副肿瘤神经系统疾病患者的自身抗原而被发现的。尽管一些PNMA家族成员先前已报道在细胞凋亡中起作用，但大多数仍然缺乏特征。然而，一些PNMA，包括小鼠PNMA2，已经被证明可以形成衣壳结构，这表明它们可能适合作为递送载体。人PNMA2 capsi的冷冻电镜结构（来源：PNAS ）该研究探索了人类PNMA蛋白形成衣壳和包装RNA的潜力。该研究发现PNMA2作为二十面体衣壳从人细胞中大量分泌，并且可以在体外自组装重组蛋白。利用冷冻电镜(cryo-EM)分析PNMA2蛋白衣壳的结构，并利用结构引导工程对PNMA2蛋白衣壳进行了修饰以包装mRNA。该研究发现这些工程化的PNMA2衣壳可以功能性地将mRNA递送到受体细胞中，证明了作为一种治疗性mRNA递送载体的前景。除了PNMA2，该研究发现其他PNMA家族成员也能够形成病毒样衣壳，这表明它们也可能适合于递送，并提高了这些蛋白参与细胞间通讯的可能性。参考资料https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2307812120嘉宾阵容以及授课话题已曝光，点击图片查询，合作热线：王晨 180 1628 8769戳这里，阅读原文立即领取免费参会入场券，与大咖面对面交流

信使RNA寡核苷酸疫苗

2024-03-08

·今日头条

【PNAS】重磅！2024年张锋团队首篇重要研究成果发布

本文为转化医学网原创，转载请注明出处作者：Sophia 导读：人类基因组中的许多内源基因编码逆转录病毒样蛋白，这些蛋白是从古代逆转录元件驯化的。副肿瘤性Ma抗原（PNMA）家族成员编码一个类似gag样的衣壳结构域，但它们组装为衣壳和细胞间交通的能力仍然大多未表征。 2024年3月4日，博德研究所张锋团队在PNAS 在线发表了题为“Human paraneoplastic antigen Ma2 (PNMA2) forms icosahedral capsids that can be engineered for mRNA delivery”的研究论文，研究系统地探索了人类PNMA蛋白，发现人类细胞分泌了许多PNMA。 https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2307812120 研究背景 01 基于RNA的疗法，包括基于mRNA的疫苗，具有广泛应用于各种疾病背景的潜力。为了实现这一潜力，我们需要一套能够有效包装并安全地将治疗性RNA货物运送到特定组织的递送载体。目前，已经开发了几种递送方式，包括非病毒方法，如脂质纳米颗粒(LNPs)，已成功用于递送寡核苷酸和mRNA治疗药物，以及病毒载体，如腺相关病毒(AAV)。然而，由于货物尺寸大小限制、免疫原性、难以实现组织特异性靶向和可扩展生产等因素的综合作用，这些方法的广泛适用性受到限制。来自人类基因组的自然递送系统可能为新的工程基因转移方式提供基础，可以解决这些限制。最近的研究发现，人类基因组中存在多种内源性gag样基因，它们类似于逆转录病毒结构蛋白，因此可能被设计用于基因转移。其中一些基因，包括Arc和Peg10，已经被驯化，并在正常哺乳动物生理中发挥重要作用。先前的研究也表明，ARC和PEG10 gag样蛋白具有形成衣壳结构的能力，可以包装它们的同源mRNA。为了扩展这种天然能力， PEG10最近被设计成可编程地包装并将外源性货物mRNA递送到人类细胞中，证明了这些内源性逆转录转座子衍生蛋白作为一种新的核酸递送方式的潜力。为了进一步探索内源性gag样蛋白用于治疗性RNA递送的潜力，研究人员试图系统地表征副肿瘤Ma抗原(PNMA)蛋白家族。它在人类中含有超过12种蛋白质，最初是由于一些PNMAs编码副肿瘤神经系统疾病患者的自身抗原而被发现的。尽管一些PNMA家族成员先前已报道在细胞凋亡中起作用，但大多数仍然缺乏特征。然而，一些PNMA，包括小鼠PNMA2，已经被证明可以形成衣壳结构，这表明它们可能适合作为递送载体。 PNMA驯化逆向元件家族的领域架构和起源 02 PNMA 家族可能是通过聚合酶（POL）区域的缺失而驯化的 Ty3/mdg4（也称为吉普赛人）逆转录转座子产生的。Eutherians中祖先PNMA的多次重复在包括人类在内的一些哺乳动物物种中产生了一个庞大的PNMA家族。在人类基因组中，PNMA分布在4条染色体上，其中一些聚集在一起——PNMA8a/b/c和CCDC8在19号染色体上共享相同的位点，PNMA3/5/6a/6e/6f在X染色体中共享相同的位点（图1A）。人类PNMA基因的基因组定位和结构域结构。我们使用结构建模比较了 14 种人类 PNMA 蛋白（1、2、3、4、5、6a、6e、6f、7a、7b、8a、8b、8c 和 CCDC8）的结构域结构，以及来自 tammar 小袋鼠 Macropus eugenii （MePNMA）的有袋动物 PNMA，它是 Ty3/mdg4 的近亲（材料和方法）（图 1B）。除PNMA8a/b/c和CCDC8外，大多数人类PNMA都含有N端和C端衣壳结构域，基于AlphaFold的寡聚体预测表明PNMAs1、2、3、4和5可能形成多聚体。RRM 结构域也是高度保守的，仅在 PNMA7a 和 7b 中不存在。锌指结构域通常参与与核酸的相互作用，仅在一些PNMA中发现。在缺乏锌指的蛋白质中，有些蛋白质还含有富含K-R的结构域，该结构域可以类似地与核酸相互作用。研究结果 03 在这里，我们探索了人类PNMA蛋白形成衣壳和包装RNA的潜力。我们发现PNMA2作为二十面体衣壳从人类细胞中强烈分泌，并且可以在体外从重组蛋白中自组装。我们使用冷冻电子显微镜（cryo-EM）解析 PNMA2 衣壳的结构，并使用结构引导工程修饰 PNMA2 蛋白衣壳以包装 mRNA。我们发现，这些工程化的 PNMA2 衣壳可以在功能上将 mRNA 递送至受体细胞中，从而证明其作为治疗性 mRNA 递送载体的前景。除了PNMA2之外，我们发现其他PNMA家族成员能够形成病毒样衣壳，这表明它们也可能适合递送，并增加了这些蛋白质参与细胞间通讯的可能性。研究结论 04 基于 mRNA 的疗法具有治疗多种疾病的潜力，但这些治疗方法受到现有 mRNA 递送方法的限制。在这项工作中，我们开发了一种基于人类蛋白质PNMA2的mRNA递送方式。我们发现PNMA2在人体细胞中自然形成衣壳。为了设计 PNMA2 进行递送，我们建立了一种生产 PNMA2 变体（ePNMA2）的方法，该变体可以在体外封装 mRNA 并将货物递送至受体细胞，这突出了可以在体外组装和装载的全蛋白递送载体的潜力。参考资料： https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2307812120 注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。热门·直播/活动 🕓 北京｜9月20日-21日 ▶第五届单细胞技术应用研讨会暨空间组学前沿研讨会欢迎您的参与！点击对应文字查看详情

信使RNA寡核苷酸疫苗核酸药物基因疗法

2024-03-08

·生物探索

PNAS | 2024年张锋团队迎来首篇重要研究成果

引言人类基因组中的许多内源性基因编码逆转录病毒样蛋白，这些蛋白是从古老的逆转录元件驯化而来的。副肿瘤Ma抗原(PNMA)家族成员编码一个gag样衣壳结构域，但它们作为衣壳组装和细胞间运输的能力仍未被描述。2024年3月4日，博德研究所张锋团队在PNAS 在线发表题为“Human paraneoplastic antigen Ma2 (PNMA2) forms icosahedral capsids that can be engineered for mRNA delivery”的研究论文，该研究系统地探索了人类PNMA蛋白，发现人类细胞分泌了许多PNMA。该研究确定PNMA2有效地形成二十面体衣壳，但不自然地包裹核酸。该研究解析了PNMA2的冷冻电镜(cryo-EM)结构，并利用该结构设计了具有RNA包装能力的工程PNMA2 (ePNMA2)颗粒。重组纯化的ePNMA2蛋白将mRNA分子包装到二十面体衣壳中，并可以作为哺乳动物细胞系的递送载体，这表明了工程内源性衣壳作为核酸治疗递送方式的潜力。基于RNA的疗法，包括基于mRNA的疫苗，具有广泛应用于各种疾病背景的潜力。为了实现这一潜力，我们需要一套能够有效包装和安全地将治疗性RNA货物运送到特定组织的运载工具。已经开发了几种递送方式，包括非病毒方法，如脂质纳米颗粒(LNPs)，已成功用于递送寡核苷酸和mRNA治疗药物，以及病毒载体，如腺相关病毒(AAV)。然而，由于货物大小限制、免疫原性、难以实现组织特异性靶向和可扩展生产等因素，这些方法的广泛适用性受到限制。来自人类基因组的自然递送系统可能为新的工程基因转移方式提供基础，可以解决这些限制。最近的研究发现，人类基因组中存在多种内源性gag样基因，它们类似于逆转录病毒结构蛋白，因此可能被设计用于基因转移。其中一些基因，包括Arc和Peg10，已经被驯化，并在正常哺乳动物生理中发挥重要作用。先前的研究也表明，ARC和PEG10 gag样蛋白具有形成衣壳结构的能力，可以包装它们的同源mRNA。为了扩展这种天然能力，PEG10最近被设计成可编程地包装并将外源性货物mRNA递送到人类细胞中，证明了这些内源性逆转录转座子衍生蛋白作为一种新的核酸递送方式的潜力。为了进一步探索内源性gag样蛋白用于治疗性RNA递送的潜力，研究人员试图系统地表征副肿瘤Ma抗原(PNMA)蛋白家族。它在人类中含有超过12种蛋白质，最初是由于一些PNMAs编码副肿瘤神经系统疾病患者的自身抗原而被发现的。尽管一些PNMA家族成员先前已报道在细胞凋亡中起作用，但大多数仍然缺乏特征。然而，一些PNMA，包括小鼠PNMA2，已经被证明可以形成衣壳结构，这表明它们可能适合作为递送载体。人PNMA2 capsi的冷冻电镜结构（Credit: PNAS）该研究探索了人类PNMA蛋白形成衣壳和包装RNA的潜力。该研究发现PNMA2作为二十面体衣壳从人细胞中大量分泌，并且可以在体外自组装重组蛋白。该研究利用冷冻电镜(cryo-EM)分析了PNMA2蛋白衣壳的结构，并利用结构引导工程对PNMA2蛋白衣壳进行了修饰以包装mRNA。该研究发现这些工程化的PNMA2衣壳可以功能性地将mRNA递送到受体细胞中，证明了作为一种治疗性mRNA递送载体的前景。除了PNMA2，该研究发现其他PNMA家族成员也能够形成病毒样衣壳，这表明它们也可能适合于递送，并提高了这些蛋白参与细胞间通讯的可能性。原文链接https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2307812120责编|探索君排版|探索君文章来源|“iNature”End往期精选围观一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版）热文Nature | 破除传统：为何我们需要重新思考肿瘤的命名方式热文Nature | 2024年值得关注的七项技术热文Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望热文CRISPR技术进化史 | 24年Cell综述

信使RNA寡核苷酸核酸药物疫苗