泛素-蛋白酶体系统参与神经元极性的形成

众所周知,神经元的轴突和树突在分子组成、形态和功能上都存在巨大差异。神经元维持自身轴突树突形态、功能分化的性质被称为神经元的极性。极性的建立不仅是神经元行使自身功能的必要条件,也是神经细胞之间形成正确回路联系的前提。     

蛋白质在神经元突起的局部合成

神经元是有极性的细胞 ,从胞体发出树突和轴突分别作为其信息的接受端和输出端。这些远离胞体的突起可根据神经元活动或外界环境的变化进行不依赖胞体的蛋白质局部合成 ,从而在调节突触传递效率及神经元发育和再生方面起重要作用     

神经元再生障碍主要由其自身发育程序决定

神经元再生障碍主要由其自身发育程序决定麻省理工学院的陈东风等科学家通过视网膜与其轴突传入的中脑顶盖外植体的共培养，找到了成熟神经元轴突再生障碍的主要原因。他们指出，神经元轴突的生长及其支配靶器官的能力受其内在发育程序的调控，生存环境有一定影响，但不是...     

Bcl-2可促进离断的神经轴突再生

Ｂｃｌ２可促进离断的神经轴突再生哺乳类动物中枢神经系统的大多数神经元在发育的一定阶段即丧失再生其离断的轴突的能力，这既与神经元本身的状态有关，也与神经元外环境有关。研究表明，神经元特定的基因表达程序控制着神经轴突的再生能力。例如，体外实验表明，胚胎...     

极性研究又有新突破——轴突可以变成树突

神经元极性的形成和维持是神经生物学中的重大问题。每个神经细胞为什么只有一个轴突呢？什么样的伪足会成为那唯一的轴突呢？轴突又靠什么机制来保持自己的特殊性，使自己一直都保持为轴突呢？最近Hedstrom等人在对轴丘的研究中找到了上述问题的新线索。     

科研人员研究发现Netrin引起轴突生长和导向的新机制

在神经系统发育过程中,新生神经元的轴突要经历漫长的历程才能到达预定的脑区,然后与靶区神经元建立突触联系进而形成神经系统复杂的网络系统。因此,发育中轴突的生长和导向是形成正常神经系统功能的前提和保证;相反,轴突发育的异常会导致多种神经系统疾病,包括智力障碍和癫痫发作等。     

神经元轴突信号调节髓鞘发育的研究进展

神经元轴突外包裹的髓鞘结构对于提高神经元传导速率,维持神经系统稳定性有重要作用。在中枢神经系统中,髓鞘主要由少突胶质细胞形成。成髓鞘过程在内源性和外源性因素的共同调节下进行,神经元轴突信号在这个过程中扮演重要角色。髓鞘发育过程依赖于轴突的促进信号和抑制信号的相互平衡:促进信号包括层粘连蛋白和神经调节素等,神经元电信号能启动并促进髓鞘再生;抑制信号包括细胞黏附分子以及Notch信号。本文综述了一些因子尤其是神经元信号在髓鞘发育中的作用,也讨论了脱髓鞘疾病中神经元如何参与髓鞘再生。这些总结有助于理解髓鞘发育的机制,也有助于脱髓鞘疾病的研究和治疗。     

前沿

中国科学家进一步揭开脑的秘密脑是世界上最奇妙的信息加工和传导装置。中国科学家最近在分子水平上确定了神经细胞极性的原理,为人类在更深层次上理解脑奠定了基础,也为治疗神经损伤提供了一种新的思路。脑神经传导信息必须是有次序的,而实现这种有次序的信息传导是依靠神经细胞的极性。所谓极性是指一个神经细胞通常有两种纤维,树突和轴突。其中树突专门用来接收信号,轴突则只用来发送信号。每个神经元有多个树突,但轴突却只     

神经元电活动调控中枢神经系统再髓鞘的研究进展

在中枢神经系统中,脱髓鞘病变后的机体可以实现一定程度的再髓鞘修复,但尚不足以诱导功能恢复。越来越多的研究表明,神经元电活动作为一种轴突信号,调控着发育性成髓鞘过程并且能够启动及促进轴突再髓鞘。通过激活神经元电活动促进轴突再髓鞘修复的策略已经成为治疗相关疾病的潜在突破口,但该再髓鞘过程中涉及到的少突胶质谱系及星形胶质细胞的变化及机制仍不够清楚。该文拟主要围绕神经元电活动调控轴突再髓鞘的相关机制进行综述,为今后研究提供参考。     

Schwann细胞在髓鞘形成过程中的极性调控

周围神经系统髓鞘形成依赖Schwann细胞和神经元之间复杂的相互作用。细胞极性分子蛋白Par-3在Schwann细胞与轴突接触面密集分布,为BDNF/p75NTR介导的启动成髓提供分子支架。然而,Par-3在该界面聚集并呈不对称性分布的机制仍是一个谜。不少研究发现,JAM和nectin等细胞粘附分子与Par-3不对称性分布有关。另外,通过改变轴突信号如神经营养因子和神经素的水平,也能影响Schwann髓鞘的形成。本文综述和阐释在髓鞘形成过程中,Schwann细胞极性是如何被调控的。     

神经元轴突生长的力生物学

神经系统作为一个复杂的体系,在其发育过程中轴突需要延伸较长的距离才能与下一级神经元或靶细胞形成突触。在这个复杂的移动过程中,神经元轴突在空间分布上形成了精确有序的结构。过去认为这种有序结构的形成主要由形态发生素的化学浓度梯度来指导,而最近的研究发现力学因素对调控轴突的延伸速度与方向发挥着重要的作用。因此,轴突的延伸本质上是一个力化学耦合过程。本文将结合自己过去的工作论述力学因素对轴突延伸的调控机制及相关的信号转导。这一领域的研究将为认识对神经系统疾病的发生以及神经再生提供重要的参考。     

神经元极化的分子机制

神经元发育过程中轴突和树突的分化和形成是神经元极化建立的标志,也是建立神经信号转导的基础.近年来,神经元极化的分子机制有了重大突破,发现神经元细胞骨架微丝和微管的结构和功能的改变最终调节着极化的建立.其中,细胞内信号转导途径以及一些激酶参与了调节细胞骨架微丝和微管的结构和功能,最终使神经元极化建立.     

Bmal1对小鼠胚胎期皮层神经元放射状迁移和轴突投射的影响

大脑皮层的发育是脑结构形成与功能建立的重要基础,在此过程中,皮层神经元放射状迁移及胼胝体区的轴突投射是必不可少的关键环节,该环节受基因转录的调控,但相关的分子机制目前仍不明确。转录因子BMAL1 (brain and muscle Arnt-like protein1)是体内重要的生物钟节律因子之一,最新研究发现其还参与调节海马神经祖细胞增殖,提示其与神经发育存在潜在的相关性。为明确Bmal1基因在大脑皮层发育中的具体作用,本研究首先通过RT-PCR和Real-timePCR检测Bmal1基因在神经系统中的表达情况。结果表明,Bmal1基因在神经系统中表达丰富,并且在发育期的大脑内呈现特定的表达规律:在胚胎后期和出生后早期脑内表达水平相对较高,以出生后第3 d为高峰。进一步通过联合使用小鼠子宫内胚胎电转和RNAi干扰方法敲减脑内神经元中Bmal1的表达水平,结果发现胚胎期皮层神经元的放射状迁移发生了延迟,延迟程度与RNAi的敲减效率呈正相关,存在一定的基因剂量-效应关系。进一步观察发现,在胚胎期脑内神经元中降低Bmal1表达水平以后,胼胝体轴突向对侧大脑半球的投射也出现了明显的缺陷。上述研究结果表明,BMAL1是大脑皮层神经元的放射状迁移以及轴突投射发育过程中的一个重要的调控分子,为从转录因子角度深入理解大脑皮层发育的分子调节机制和寻找调控靶点提供了新的线索。     

哺乳动物神经发育中的Par极性复合体

哺乳动物的神经发育过程极其复杂, 其形态结构和机能变化受到严格的调控。细胞极性是哺乳动物神经发生中最基本的特征之一, 在其调控因素中, Par极性复合体是研究最多的蛋白质。神经发育过程中Par蛋白的分布与量呈现动态变化, 影响细胞连接建立、细胞极性形成、神经突触发生及神经元迁移, 也影响到神经前体细胞的命运。文章主要从胚胎新皮层神经前体细胞及体外培养神经元角度, 总结了近年在Par极性蛋白的细胞内分布、机能及作用机制方面的研究进展。     

MDM2在啮齿动物脑神经元轴突起始段的分布和表达模式

本文旨在研究鼠双微体基因2(murine double minute 2,MDM2)在啮齿动物脑内的分布及表达模式。应用免疫组化、免疫荧光双标及免疫印迹等技术检测MDM2蛋白在出生后不同阶段昆明小鼠大脑皮层和海马内的表达,及其在成年SD大鼠脑内和原代培养神经元中的分布,观察MDM2与神经元轴突起始段(axon initial segment,AIS)标志蛋白在分布上的相关性。进而采用MDM2抑制剂Nutlin-3在SD大鼠海马内注射,检测MDM2的分布及Nav1.6分布变化。结果显示,昆明小鼠出生后不同时程MDM2在皮层和海马的表达呈现不同的变化模式,但都显示随发育的进展,MDM2逐渐向AIS富集,这一现象在出生7天后逐渐显著。在成年SD大鼠不同脑区的神经元和原代培养神经元中也观察到MDM2富集于AIS的现象,并且其与AIS标志蛋白AnkG、Nav1.6共定位。脑内注射Nutlin-3不仅抑制MDM2在海马神经元AIS的分布,还导致Nav1.6在AIS的分布减少,并且树突标志物MAP2在神经元中的极性分布也发生改变。结果提示MDM2蛋白可在正常成年啮齿类动物脑神经元AIS富集表达,对维持AIS特性和神经元极性起调节作用。     

Sonic Hedgehog过表达下调后脑五羟色胺能神经元数量

目的:本研究主要是探索高浓度的Shh对后脑5-HT神经元数量的影响。方法:通过免疫荧光和原位杂交手段检测Shh在脑干的表达情况。离体培养5-HT神经元,用不同浓度Shh蛋白处理,观察5-HT神经元的数量变化以及对轴突的影响。通过胚胎宫内电转,检测Shh过表达后脑5-HT神经元的数量变化。结果:Shh在脑干5-HT神经元分布区域内表达。离体培养的5-HT神经元,250 ng/m L的Shh蛋白处理后神经元数量为41.25±0.52(n=4,P=0.0218),与对照组35±1.21(n=4)相比,神经元数量上调。相反,1250 ng/m L的Shh蛋白处理后神经元数量为7.5±0.43(n=4,P0.0001),与对照组相比,神经元数量极显著下降。250 ng/m L的Shh蛋白处理后5-HT神经元轴突长度为1.08±0.05(n=4,P=0.7555),与对照组1±0.01(n=4)相比,轴突长度没有显著性差异。然而1250 ng/m L的Shh蛋白处理后5-HT神经元轴突长度为0.44±0.03(n=4,P=0.0014),与对照组相比,轴突长度极显著缩短。胚胎宫内电转p IRES-Shh-EGFP和p IRES-EGFP,观察到Shh过表达缝核上行5-HT神经元数量为147±54.2(n=4,P=0.0053),相较于对照组459±49.0(n=4),神经元数量极显著下降。同样地,Shh过表达缝核下行5-HT神经元数量为187±18.4(n=4,P=0.0001),相较于对照组411±17.3(n=4),神经元数量也发生了极显著下降。结论:Shh过表达对5-HT神经元的发育有负向的调控作用,主要表现在引起后脑缝核5-HT神经元数量减少。     

N-APP-死亡受体6信号系统在阿尔茨海默病神经元轴突断裂中作用的研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的主要病理特征是脑内β-淀粉样蛋白沉积(amyloid-βpeptide,Aβ)和神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NTFs),并伴有局部神经元凋亡和轴突断裂。新近发现淀粉样蛋白前体蛋白(amyloid procursor protein,APP)的水解产物氨基末端片段(N-APP)可与表达于神经元轴突上的死亡受体-6(death recepter-6,DR-6)结合,以caspase-6依赖的方式引起神经元轴突的变性、崩解,并最终导致神经元的凋亡。本文就N-APP与DR-6结合诱导神经元轴突断裂的分子机制及其在AD发生中的可能作用作一综述。     

游离锌离子轴突运输的实验研究

目的：研究大鼠坐骨神经结扎后游离锌离子在轴突内的定位分布,探讨锌离子在含锌神经元内的轴突运输。方法：应用轴流阻滞／神经结扎术结合光、电镜锌金属自显影技术,检测含锌神经元轴突内的游离锌离子子。结果：锌阳性反应产物主要分布在靠近结扎点的坐骨神经近端和远端轴突内,并且随着结扎时间的延长锌离子在轴突近端和远端的积累逐渐增加。此外,电镜结果表明锌离子主要定位于无髓神经纤维以及薄髓鞘的有髓神经纤维轴突内。结论：游离锌离子在含锌神经元轴突内进行双向轴突运输,即顺行运输和逆行运输。     

小鼠脊髓内存在抑制性含锌神经元

目的探讨小鼠脊髓中是否含有抑制性的含锌神经元。方法应用锌金属自显影技术、免疫电镜技术和共聚焦激光扫描显微术,研究游离锌离子、锌转运蛋白(zinc transporter 3,ZnT3)与(glutamic acid decarboxylate,GAD)在小鼠脊髓内的共存情况。结果小鼠脊髓内至少有三种含锌神经元轴突终末,其中大多数为GAD阳性即γ-氨基丁酸能含锌神经元轴突终末,另外两种分别为GAD阴性含扁圆形小泡的甘氨酸能含锌神经元轴突终末和含圆形清亮小泡的兴奋性谷氨酸能含锌神经元轴突终末。结论在哺乳动物脊髓内存在大量的抑制性含锌神经元。锌离子从抑制性含锌神经元轴突终末释放到突触间隙内,作为神经调质作用于突触后的GABA受体或甘氨酸受体,参与脊髓运动和感觉功能的调控。     

具有极性的分泌运输是神经元树突发育的形态和走向的基础

神经元在生长发育过程中会定向地生长出一根轴突和多根形态、功能不一的树突。虽然已经有一些关于轴突和树突分化的学说,但是关于树突形成时膜成分加载的细胞学机制仍不清楚。2005年11月Duke大学的Michael D．Ehlers实验室报道,神经元具有极性的分泌性运输方式是产生各种形态和方向树突的基础。在一般细胞内,高尔基体在细胞核周围呈现扁平膜囊的堆叠结构;而在神经元中,高尔基体既包括胞体的膜囊堆叠,又包括了树突内离散的高尔基体“前哨”（outpost;Golgi outposts指一些存在于树突中的高尔基体膜囊,本文译为“高尔基体前哨”）。Ehlers等的实验证明,在培养的海马锥体神经元中,后高尔基体的膜运输是朝向较长的树突的;而在体内,皮层和海马区的锥体神经元都有一根特化的向皮层表面行走的顶树突,后高尔基体的膜运输就朝向这根顶树突。他们发现,小的高尔基体“前哨”选择性地分布在较长的树突中,但不进入轴突。在树突中,高尔基体“前哨”常常集中在树突的分支处进行后高尔基体的运输。