...科學中心王廣福課題組發文揭示亞細胞微區對突觸可塑性的重要作用

2020-11-29 哈爾濱工業大學新聞網

哈工大報訊（王計/文）生命科學中心王廣福課題組在Ras和Rap信號通路調節突觸可塑性方面取得重要進展。論文以「Ras和Rap通過不同亞細胞微區傳遞雙向突觸可塑性信號」（Ras and Rap Signal Bidirectional Synaptic Plasticity via Distinct Subcellular Microdomains）為題發表在神經科學著名期刊《神經元》（Neuron，影響因子14.318）上。王廣福研究員為本文共同第一作者。

突觸是神經元之間形成連接的部位，而突觸可塑性則是指增強和減弱突觸連接的能力。在學習和記憶中，突觸可塑性有不同的表現形式，包括長時程增強、去增強和長時程抑制。過往的研究已經確定Ras家族小GTP酶（即Ras，Rap2和Rap1）可作為多信號轉導級聯的分子開關分別控制上述不同形式的突觸可塑性。然而，Ras和Rap蛋白在序列和結構上具有高度的同源性，可以被相同的上遊信號激活也可以激活相同的下遊效應器。因此，信號分子如何實現信號多樣性和特異性這一細胞生物學中長期存在的問題被再一次提出。

通過靶向遞送方法，Ras或Rap蛋白被特異性地表達於內質網、脂質筏、主體膜、溶酶體或高爾基體上。然後，通過高解析度膜片鉗記錄，王廣福研究員及同事發現Ras通過內質網和脂質筏激活長時程增強信號通路，而Rap2和Rap1分別通過主體膜和溶酶體激活去增強和長時程抑制信號通路。該研究不僅揭示了信號分子是通過不同亞細胞結構中的不同信號傳導平臺來實現信號多樣性和特異性的，還提供了一個精確的調控工具和一個有效的研究策略，促進開發精確靶向藥物以治療各種疾病。

王廣福研究員長期從事神經迴路和突觸可塑性領域的研究，並在研究中注重生物光子學技術的開發和應用。除本文章外，他參與研究的關於乙醯膽鹼螢光探針的文章也於近日在《自然·生物技術》（Nature Biotechnology，影響因子35.724）上發表。乙醯膽鹼是重要的神經遞質，與學習記憶、阿爾茲海默病等相關。預計該文章的發表將促進人們對乙醯膽鹼有更深入的認識。

王廣福研究員2008年獲得北京大學博士學位，2008-2017年在美國維吉尼亞大學進行博士後研究，2017年12月全職加入哈工大生命科學中心，主要致力於大腦皮層神經元迴路和與神經疾病相關的突觸可塑性研究。研究成果發表在 Genes & development、Nature Neuroscience、Nature Protocols、Neuron、Cerebral Cortex、The Journal of Neuroscience 等國際頂級期刊。 

文章連結：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627318302836

文章連結：https://www.nature.com/articles/nbt.4184


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