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论文作者:于翔等 期刊:《神经元》 发布时间:2009-1-19 15:40:33
-CELL-
树突形态发生的分子机制及影响
 
中科院神经所于1999年成立,成立以来,在所长,著名的神经生物学家蒲慕明博士的带领下发展迅猛,研究成果屡登国际权威杂志,特别是近两年来,更是在Science,Nature,Cell等权威性的期刊上频频发文章,进入09年,近期神经所的研究人员又发表了一篇神经学方面的重要期刊——《神经元》(Neuron)文章。
 
领导这一研究的是于翔博士,其2005年回国入选百人计划,其树突发育与神经环路研究组的主要研究领域为发育过程中起重要作用的细胞外信号(神经活动、Wnt 信号、类固醇激素等)调节树突形态和突触功能的机制。
 
于翔博士近期的工作表明,Wnt信号的传导分子β-catenin 蛋白,及由 cadherin,β-catenin 和 α-catenin 组成的细胞粘附复合物,是调节树突形态的重要介导物。在分离的海马神经元中增加细胞内 cadherin/catenin 复合物的含量可以增强树突的树状分支程度;相反,过表达 Ncad(intra),一种可隔离阻断 β-catenin 功能的分子,则导致树突分支末端数目的减少,并且阻止模拟神经活动或激活 Wnt 信号传递所引起的树突形态发生的增强。实验结果还显示,模拟神经活动的增强(增加细胞外液钾离子的浓度,从而使神经元去极化)可以提高细胞培养液中的 Wnt 活性,显示神经活动可能调节 Wnt 的基因表达。
 
而这篇文章则主要针对形态学与功能学的相互关系,神经环路发育需要形态学方面和功能上的改变,研究人员发现了提高神经活性之后,树突形态学和 mEPSC (miniature excitatory post-synaptic current,微小兴奋性突触后电流)变化之间的相对应关系。并且发现β-catenin分子的过量表达,与通过降低mEPSC变化幅度一样,都能达到增加神经活性的作用。
 
更加重要的是,研究人员还发现β-catenin体内过表达能促进树突生长,减少mEPSC变化幅度,从而研究人员提出,这些数据证明树突形态学和单一刺激突触强度的同样变化也许都是避免神经元在神经环路发育过程中过于兴奋的一种重要机制。
 
这项研究通过体内和体外研究,结合分子生物学、光学成像、电生理学等手段阐述树突形态发生的分子机制及其对突触功能和神经环路形成的影响,将更清晰地阐明树突发育和神经环路形成的分子机制,并将有助于对发育性神经疾病的理解。(来源: 生物通 张迪)
 
(《神经元》(Neuron),doi:10.1016/j.neuron.2008.11.015,Robert C. Malenka,Xiang Yu)
 
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