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徐楠杰課題組發(fā)表JCB文章解析突觸形成的逆向調(diào)節(jié)機(jī)制 | |||||||||
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近日，基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院解剖學(xué)與生理學(xué)系徐楠杰課題組在《細(xì)胞生物學(xué)雜志》（Journal of Cell Biology）上在線發(fā)表了題為“Retrograde regulation of mossy fiber axon targeting and terminal maturation via postsynaptic Lnx1”的研究論文。該研究揭示了大腦發(fā)育過程中突觸形成的逆向調(diào)控方式以及相關(guān)的分子機(jī)制。
在大腦發(fā)育過程中，神經(jīng)元細(xì)胞之間神經(jīng)突觸的形成和穩(wěn)定是建立精確神經(jīng)環(huán)路以及認(rèn)知功能產(chǎn)生的基礎(chǔ)，突觸發(fā)育的異常往往會(huì)產(chǎn)生神經(jīng)功能失調(diào)，甚至神經(jīng)精神疾病如自閉癥和精神分裂癥等。因此，理解突觸的形成過程以及其分子調(diào)節(jié)機(jī)制一直是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。突觸的形成和成熟依賴于突觸前和突觸后結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)和合作。由于突觸前結(jié)構(gòu)的易變性和突觸前膜遞質(zhì)釋放的可控性，過去的研究主要集中在突觸前變化對(duì)突觸后結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)，而突觸后結(jié)構(gòu)改變對(duì)突觸前的逆向調(diào)控方式則研究較少，對(duì)其機(jī)制的了解也不十分清楚。
圍繞這一重要科學(xué)問題，徐楠杰課題組在本研究中關(guān)注一個(gè)在海馬CA3區(qū)錐體神經(jīng)元突觸后特異性表達(dá)的PDZ支架蛋白Lnx1。作者通過基因敲除手段將該基因敲除后發(fā)現(xiàn)，在海馬發(fā)育過程中由海馬DG區(qū)向CA3區(qū)投射的苔蘚纖維（Mossy Fiber）軸突發(fā)生了顯著的生長及靶向改變。電鏡及電生理實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明苔蘚纖維軸突末端的囊泡成熟異常。在機(jī)制上，作者通過篩選發(fā)現(xiàn)，酪氨酸激酶受體家族EphB受體參與了這一過程，Lnx1通過與EphB家族不同成員結(jié)合形成復(fù)合物，穩(wěn)定其在突觸后膜上的功能從而通過其表達(dá)在苔蘚纖維上的ephrin-B3配體介導(dǎo)的反向信號(hào)，影響細(xì)胞骨架運(yùn)動(dòng)，逆向調(diào)控突觸前神經(jīng)末梢的成熟。
徐楠杰課題組在過去數(shù)年中持續(xù)關(guān)注Ephrin-B和EphB受體家族介導(dǎo)的細(xì)胞間信號(hào)在神經(jīng)發(fā)育過程中的調(diào)節(jié)作用，分別在《自然通訊》（Nature Communications，2016）和 《神經(jīng)科學(xué)雜志》 （Journal of Neuroscience，2016）發(fā)表文章，闡述大腦重要核團(tuán)間神經(jīng)連接和突觸的形成機(jī)制。本項(xiàng)研究探討了大腦重要核團(tuán)海馬內(nèi)部不同重要亞區(qū)之間的突觸形成和調(diào)節(jié)模式，是對(duì)該受體家族功能的又一發(fā)現(xiàn)。
該研究主要由博士生劉賢東和博士后朱曉娜在徐楠杰研究員指導(dǎo)下完成的，劉賢東是文章的第一作者。上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院的徐天樂教授和美國德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的Mark Henkemeyer教授在本研究中也給予了重要支持。該項(xiàng)工作得到973計(jì)劃，國家自然科學(xué)基金、上海腦智計(jì)劃、上海市科委和教委基金項(xiàng)目的資助。
文章鏈接：http://jcb.rupress.org/content/early/2018/09/04/jcb.201803105
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