揭示神经肌肉接头突触形成的“阴阳”调和机制

发布时间:2007-07-19

  

  突触是介导神经信号传导的基本单位,其结构的形成和稳定受到各种正性和负性信号的调节,“阳性信号”如何对抗“阴性信号”从而稳定突触结构?7月19日,国际著名学术期刊《神经元》(Neuron)发表了由罗振革研究员领衔的突触信号研究组的最新研究成果,提示了神经肌肉接头突触形成过程中的“阴阳”调和机制。

  神经肌肉接头(NMJ)是由来自脊髓的运动神经元和肌肉细胞之间形成的突触,控制机体的运动功能,其发育异常会导致多种运动机能障碍。神经肌肉接头是研究突触形成的经典模型,运动神经元产生的聚集素(agrin)促进突触结构的形成和稳定, 近年发现, 神经递质乙酰胆碱 (ACh) 除了能激动其受体AChR以外, 还引起受体的解聚, 从而导致突触结构的解体。乙酰胆碱如何结聚其受体?正性信号聚集素如何“对抗”负性信号?罗振革研究员带领由博士生陈飞、钱磊等人组成的研究小组对这些问题进行了系统研究。他们发现乙酰胆碱使其受体解聚的“罪魁祸首”是一种钙依赖的蛋白酶calpain, 乙酰胆碱激活calpain导致AChR结聚。相反,聚集素抑制calpain从而稳定突触结构。研究进一步发现,聚集素对calpain的抑制作用是通过一种叫做rapsyn的蛋白来实现的, rapsyn与calpain具有直接的相互作用, 这种结合可以抑制calpain的活性,聚集素通过促进rapsyn与calpain的结合来稳定突触结构。因此,正负信号在细胞内的“博弈”导致突触结构的重塑和稳定。这些结果揭示了rapsyn出人意料的功能以及聚集素全新的作用机制,对神经肌传导紊乱和运动功能障碍的治疗也将有重要的借鉴意义,此项研究成果已申请专利。该文受到三位匿名审稿人的高度评价, 认为“该研究将人们对agrin, rapsyn, CDK5和新因子calpain的理解提高到一个新的水平….”, “该研究加深了我们对agrin信号路径的理解”。

  此项研究是在罗振革研究员指导下,由陈飞、钱磊等人历时近四年完成,受到中科院、科技部“973”项目、自然基金委和上海市科委的资助。

  

  图注:聚集素(agrin)通过抑制钙依赖蛋白酶(calpain)稳定突触结构。

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