揭示神經(jīng)元極性發(fā)育分子與細(xì)胞機(jī)制
日期：2014-01-09 09:34:52
中科院上海生科院神經(jīng)所蒲慕明研究組研究了神經(jīng)元的形態(tài)建成機(jī)制，從而揭示了神經(jīng)元極性發(fā)育的分子與細(xì)胞機(jī)制。相關(guān)成果已在線發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》。
在哺乳動(dòng)物海馬齒狀回結(jié)構(gòu)中，顆粒細(xì)胞在持續(xù)不斷地產(chǎn)生。這種成年新生的神經(jīng)元，在記憶形成和情緒調(diào)控中均發(fā)揮重要作用。顆粒細(xì)胞具有經(jīng)典的雙極性結(jié)構(gòu)，這種極性形態(tài)對于神經(jīng)元的信號傳導(dǎo)和環(huán)路整合至關(guān)重要。然而，人們對于神經(jīng)元（特別是成年新生神經(jīng)元）樹突和軸突極性發(fā)育的細(xì)胞分子機(jī)制還不甚了解。
此次研究人員發(fā)現(xiàn)，通過在體定點(diǎn)注射逆轉(zhuǎn)錄病毒操作，在成年小鼠海馬齒狀回中特異性敲除蛋白激酶LKB1或者過表達(dá)激酶失活形式的LKB1，都能破壞成年新生顆粒細(xì)胞中樹突數(shù)目的唯一性和樹突朝向分子層生長的方向選擇性，從而造成樹突從顆粒細(xì)胞的胞體上多點(diǎn)起始，朝向四面八方發(fā)散生長。
與這種樹突形態(tài)發(fā)育異常相伴隨，原本聚集于唯一樹突底部的高爾基體在細(xì)胞中不再呈現(xiàn)極性分布，而是彌散分布于細(xì)胞胞體四周。此外，通過遺傳操作改變高爾基體結(jié)構(gòu)相關(guān)蛋白的表達(dá)，從而人為破壞高爾基體在成年小鼠海馬顆粒細(xì)胞中的極性分布，能夠模擬LKB1基因敲除所造成的樹突發(fā)育異常的表型。
據(jù)了解，蛋白激酶LKB1是近年來被廣泛報(bào)道的調(diào)控腫瘤發(fā)生和細(xì)胞極性的“明星”分子。此前蒲慕明研究組發(fā)現(xiàn)，LKB1調(diào)控了嚙齒類動(dòng)物胚胎期大腦皮層錐體神經(jīng)元的軸突形成。此次最新研究揭示了LKB1的又一新功能，即調(diào)控樹突的極性發(fā)生，并發(fā)現(xiàn)了LKB1發(fā)揮該功能可能的分子細(xì)胞機(jī)制。
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