Curr Biol:「踩下」神經生長「剎車」的關鍵蛋白質

2020-12-06 生物谷

2019年11月1日 訊 /生物谷BIOON/ --在胚胎發育過程中,神經細胞會形成細長的延伸結構,可用於連接複雜的大腦網絡。近日,來自德國的神經退行性疾病中心(DZNE)的科學家現鑑定出一種蛋白質,該蛋白質可「阻斷」這些神經元延伸結構的生長。從長遠來看,他們的發現可能有助於開發治療脊髓損傷的新方法。該研究發表在《Current Biology》雜誌上。

 

神經元存在「極化」特徵,因此可以沿特定方向傳遞信號。神經元接收信號後,通過長軸突將其傳遞到下一個細胞。在人類中,脊髓中的軸突長度可能超過一米。那麼,脊髓損傷後是否有可能重新恢復神經元的這種增長潛力? 「要回答這個問題,我們首先需要更好地理解胚胎發育過程中神經元發育的分子過程,」 DZNE波恩研究中心負責人 Frank Bradke教授說。如今,他和他的同事通過研究小鼠和細胞培養物中神經元的生長,已經朝著這個目標邁進了一步。 

(圖片來源:Www.pixabay.com)

多功能蛋白質 

本研究的核心是一種稱為RhoA的蛋白質。 RhoA與許多蛋白質伴侶相互作用,並且在多種細胞中具有不同的功能。但是,目前尚未確定其在神經元中的確切功能。 「很長一段時間以來,人們一直認為RhoA會決定神經元的極性,從而決定細胞中軸突形成的位置,」 Bradke解釋說。當前的研究表明情況並非如此:RhoA與細胞極性和軸突規格無關。相反地,RhoA僅在軸突形成並通過分子級聯調節其延伸後才起作用。這種見識對於開發新療法可能很重要。 Bradke說:「操縱RhoA信號傳導途徑應該只影響神經纖維的生長,而不會干擾細胞的內部組織。」 

調節細胞骨架 

像任何其他細胞一樣,神經元細胞內部具有一種為其提供結構的骨架。 Bradke和他的同事證明RhoA激活直接靶向細胞骨架的分子信號傳導途徑。 RhoA通過限制「微管-軸突」穩定所必需的細胞骨架構件-進入軸突生長區來抑制軸突伸長。 「在胚胎發育中,這種生長制動器可能是協調不同發育過程所必需的。現在,準確了解其分子基礎可能有助於推進損傷後脊髓再生的研究。研究的主要作者,Bradke實驗室的博士後研究員(Sebastian Dupraz博士說。 「我們已經確定的分子級聯直接影響軸突的細胞骨架,因此為治療策略提供了良好的起點。」 

在先前的研究中, Bradke的研究小組發現,蛋白質-「 cofilin / ADF」家族-在軸突生長中也起著重要作用。由於RhoA和cofilin / ADF蛋白以不同方式作用於軸突的細胞骨架。因此,兩種途徑都可能成為未來治療的潛在目標。(生物谷Bioon.com)

資訊出處:A protein that pulls the brake on nerve growth原始出處:

Sebastian Dupraz et al.

RhoA Controls Axon Extension Independent of Specification in the Developing Brain. Current Biology

, 2019 DOI: 10.1016/j.cub.2019.09.040

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