徐楠杰课题组发表JCB文章解析突触形成的逆向调节机制
2018-09-07浏览(381来源:基础医学院 
 撰稿:刘贤东
 摄影:刘贤东

 

  近日,基础医学院解剖学与生理学系徐楠杰课题组在《细胞生物学杂志》(Journal of Cell Biology)上在线发表了题为“Retrograde regulation of mossy fiber axon targeting and terminal maturation via postsynaptic Lnx1”的研究论文。该研究揭示了大脑发育过程中突触形成的逆向调控方式以及相关的分子机制。

  在大脑发育过程中,神经元细胞之间神经突触的形成和稳定是建立精确神经环路以及认知功能产生的基础,突触发育的异常往往会产生神经功能失调,甚至神经精神疾病如自闭症和精神分裂症等。因此,理解突触的形成过程以及其分子调节机制一直是神经科学领域研究的热点问题。突触的形成和成熟依赖于突触前和突触后结构的动态协调和合作。由于突触前结构的易变性和突触前膜递质释放的可控性,过去的研究主要集中在突触前变化对突触后结构的调节,而突触后结构改变对突触前的逆向调控方式则研究较少,对其机制的了解也不十分清楚。

  围绕这一重要科学问题,徐楠杰课题组在本研究中关注一个在海马CA3区锥体神经元突触后特异性表达的PDZ支架蛋白Lnx1。作者通过基因敲除手段将该基因敲除后发现,在海马发育过程中由海马DG区向CA3区投射的苔藓纤维(Mossy Fiber)轴突发生了显著的生长及靶向改变。电镜及电生理实验进一步表明苔藓纤维轴突末端的囊泡成熟异常。在机制上,作者通过筛选发现,酪氨酸激酶受体家族EphB受体参与了这一过程,Lnx1通过与EphB家族不同成员结合形成复合物,稳定其在突触后膜上的功能从而通过其表达在苔藓纤维上的ephrin-B3配体介导的反向信号,影响细胞骨架运动,逆向调控突触前神经末梢的成熟。

  徐楠杰课题组在过去数年中持续关注Ephrin-B和EphB受体家族介导的细胞间信号在神经发育过程中的调节作用,分别在《自然通讯》(Nature Communications,2016)和 《神经科学杂志》 (Journal of Neuroscience,2016)发表文章,阐述大脑重要核团间神经连接和突触的形成机制。本项研究探讨了大脑重要核团海马内部不同重要亚区之间的突触形成和调节模式,是对该受体家族功能的又一发现。

  该研究主要由博士生刘贤东和博士后朱晓娜在徐楠杰研究员指导下完成的,刘贤东是文章的第一作者。上海交通大学基础医学院的徐天乐教授和美国德州大学西南医学中心的Mark Henkemeyer教授在本研究中也给予了重要支持。该项工作得到国家************计划,973计划,国家自然科学基金、上海脑智计划、上海市科委和教委基金项目的资助。

  文章链接:http://jcb.rupress.org/content/early/2018/09/04/jcb.201803105

 

 

 

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