硫酸软骨素蛋白多糖与神经系统的发育和再生

硫酸软骨素蛋白多糖（chondroitin sulfate proteoglycans,CSPGs）是中枢神经系统（CNS）细胞外基质中的重要组成成分,在CNS的发育、成熟后正常功能的维持中发挥重要功能,如发育中影响神经细胞的迁移和轴突生长,成年后参与神经可塑性的控制等;而病理条件下,如CNS受损后又可做为胶质瘢痕的重要组分抑制受损神经的再生。研究发现,用酶降解CSPGs的糖氨多糖链或阻断其合成可以有效地削弱CSPGs对受损神经的抑制作用,促进轴突再生。然而,精确调控CSPGs特定时空表达模式的分子机制,以及功能发挥所涉及的完整信号转导通路还有待进一步研究。     

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。     

博尔纳病病毒感染对神经元可塑性影响的研究进展

博尔纳病病毒(Borna Disease Virus,BDV)是一种具有高度嗜神经性的病毒。近年,有大量研究证实该病毒感染与人神经精神疾病的发生有关。但其确切机制仍未明了。一些研究认为BDV感染对中枢神经系统神经元可塑性的影响可能是其致病的重要基础。近年许多学者通过对沙鼠、小鼠、大鼠及转基因鼠等各种BDV感染模型的研究,进一步揭示了BDV感染对神经元可塑性影响的分子机制。结果发现BDV感染主要通过对星形胶质细胞功能的影响、干预HMGB 1蛋白以及神经营养因子信号转导等途径干预神经元的可塑性,影响脑内神经元的功能及其存活和发育,从而引起脑功能损害,导致宿主精神、行为异常。今后随着新的BDV转基因模型的成功建立将进一步揭示BDV感染对神经元可塑性影响的分子机制,给临床预防和治疗博尔纳病提供理论基础。     

短蛋白聚糖研究进展

短蛋白聚糖（brevican）是一种中枢神经系统特有的硫酸软骨素蛋白聚糖,是服内最丰富的细胞外基质分子之一。Brevican的表达仅限于中枢神经系统,在神经发育和脑损伤后胶质增生过程中均有明显增高。近来的研究表明,brevican在服胶质瘤中高度特异的表达并与其侵袭性相关,为阐明胶质瘤的发生机制和探索新的治疗途径提供了依据。     

乳酸在中枢神经系统中的作用及其与相关疾病的关系

一直以来,乳酸在脑中被视作代谢废物,对其功能认识严重滞后。近年来,越来越多的证据表明,乳酸在多种生理与病理过程中扮演重要角色。在神经细胞中,星形胶质细胞是产生和释放乳酸的主要细胞源,该细胞通过有氧糖酵解过程生成乳酸,随后经跨膜通道释放至胞外进入神经元为其供能。在中枢神经系统中,乳酸对稳态调节发挥着十分重要的作用。乳酸主要通过两种途径,即代谢途径(作为能量底物)与信号途径(作为信号分子)调控神经元的功能活动,广泛参与神经元能量代谢、兴奋性、可塑性、学习记忆及神经系统发育等生理过程调节,亦参与抑郁行为、阿尔兹海默病(AD)和脑损伤等病理过程的调节。在脑组织中,存在着乳酸特异性受体(GPR81),乳酸与其结合后调控胞内的第二信使。此外,还发现乳酸可通过未知受体调节神经元的兴奋性以及作为信号分子的其他作用。本文就乳酸作为能量底物和信号分子及其参与相关神经疾病的研究进展进行阐述,旨在为相关中枢神经系统疾病防治提供新思路。     

脑星形胶质细胞生物学功能研究进展

脑星形胶质细胞是中枢神经系统（CNS）内在数目占绝对优势的一类大胶质细胞,被认为在神经元的整个发育过程中起重要作用。本文主要就参与星形胶质细胞调节神经元活动的主要功能分子,星形胶质细胞在中枢神经系统的生物学功能,及其与疾病的关系作一简要回顾。     

突触可塑性与脑疾病的神经发育基础

大脑神经回路高度有序的神经元活动是高级脑功能的基础,神经元之间的突触联结是神经回路的关键功能节点。神经突触根据神经元活动调整其传递效能的能力,亦即突触可塑性,被认为是神经回路发育和学习与记忆功能的基础。其异常则可能导致如抑郁症和阿尔茨海默病等精神、神经疾病。将介绍这两种疾病与突触可塑性的关系,聚焦于相关分子和细胞机制以及新的研究、治疗手段等进展。     

乳酸——运动改善认知功能的明星分子

既往的研究中,乳酸一直被认为是细胞糖酵解产生的代谢废物。然而,近年的研究表明,乳酸可作为重要的能量代谢底物和信号分子影响多组织器官的生理进程,其运输载体单羧酸转运体及受体G蛋白偶联受体81可能在神经保护过程中发挥关键作用。在中枢神经系统内,乳酸可作用于多种细胞如神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞、少突胶质细胞和血管内皮细胞等,参与改善脑能量代谢,增强神经发生,提高突触可塑性,降低神经炎症,缓解神经毒性,促使髓鞘再生,进而影响个体认知功能。适宜的运动有利于脑健康,但运动能否通过调节乳酸及相关生物学机制改善认知功能未见详尽报道。该文通过分析运动如何调控乳酸及其运输载体和受体的生理水平,以及乳酸如何调节认知功能,探讨乳酸作为运动改善认知功能中介分子的可能性,为借助运动疗法缓解认知衰退的相关疾病提供理论支持。     

SHH信号通路在海马神经可塑性及相关神经系统疾病中的作用

音猬因子（sonic hedgehog,SHH）是一种分泌蛋白质,可在发育过程中控制神经祖细胞、神经元和神经胶质细胞的形成。研究发现,海马是学习和记忆中至关重要的大脑区域,SHH在海马神经元回路的形成和可塑性中发挥重要作用,可介导海马神经的发生和突触的可塑性调节。海马神经元树突中SHH受体的激活是跨神经元信号通路的组成部分,该信号通路可加速轴突的生长并增强谷氨酸从突触前末端的释放。SHH信号通路转导受损可导致中枢神经系统损伤和相关疾病（如自闭症、抑郁症和神经退行性疾病等）发生。因此,控制SHH信号通路转导,如使用SHH通路抑制剂或激动剂可能有助于相关疾病的治疗。综述了SHH信号通路的海马神经可塑性及其在中枢神经系统发育和相关疾病中的影响,以期为阐明SHH信号转导受损导致的海马神经受损和中枢神经系统相关疾病的机制奠定一定的理论依据。     

新生大鼠脊髓星形胶质细胞体外培养方法

星形胶质细胞是中枢神经系统主要的胶质细胞 ,对神经元具有绝缘、营养、保护和支持作用。它们在中枢神经系统损伤和修复中也具有重要的作用 ,一方面星形胶质细胞可合成神经营养因子 ,促进神经再生[1～ 3] ,另一方面合成神经生长抑制因子 ,如硫酸软骨素蛋白多糖等 [4 ] ,抑制神经再生 ,尤其是损伤恢复后期形成星胶瘢痕被认为是神经再生的机械性障碍。脊髓损伤后的修复一直是神经科学领域研究的一个重要课题 ,随着分子生物学和精密方法、仪器的发展 ,离体研究被越来越多地采用。星形胶质细胞是神经再生微环境中的主要成分 ,深入研究星形胶质细…     

B型酪氨酸激酶受体的轴浆转运

脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)在发育及成熟的中枢神经系统(central nervoussystem,CNS)中起到举足轻重的调节作用,而其中绝大部分作用由其B型酪氨酸激酶受体(tyrosine kinase receptortype B,TrkB)介导,因此TrkB在神经元中的轴浆转运过程显得尤为重要。本文从动力蛋白、潜在调节分子、细胞骨架蛋白等方面对TrkB轴浆转运分子机制的研究进展进行综述,并就其进一步研究提出一系列的问题与展望。     

小胶质细胞极化态的功能可塑性调控

小胶质细胞是中枢神经系统的宿主免疫细胞。在外界刺激下,由静息态被激活为形态与功能差异的M1和M2极化态。本文是对小胶质细胞的不同极化态参与中枢神经系统(central nervous system,CNS)发育、神经退行性疾病、疼痛的可塑性变化的综述。阐明小胶质细胞不同极化态的发生与分子调控机制,对理解神经发育、稳态调控、疾病诊疗、新药靶点发现与设计具有重要的科学与实践意义。     

DNA甲基化在中枢神经系统发育中的研究进展

DNA甲基化是最早被发现的表观遗传修饰之一。近年来,大量的研究显示DNA甲基化在中枢神经系统(CNS)发育中发挥了重要作用。不同种类的DNA甲基转移酶(Dnmt)和DNA甲基结合蛋白(MBD)在CNS发育的不同阶段发挥不同的作用。DNA甲基化促进神经干细胞向神经元方向分化,抑制其向胶质细胞分化。Dnmt和MBD主要在神经元中表达,而在胶质细胞不表达或表达较少。DNA甲基化调节神经发生和突触的形成,参与学习记忆。星型胶质细胞的标志物GFAP去甲基化促进早期神经上皮分化为星型胶质细胞。少突胶质细胞相关基因MAG和Sox10等也受甲基化的调节。本文主要从以上方面综述了DNA甲基化在中枢神经系统发育中的作用。     

突触可塑性调节过程中蛋白质磷酸化修饰的研究进展

突触可塑性可以导致神经元传递效率的改变,是神经系统发育、学习记忆等脑的高级功能活动中细胞功能的重要基础.蛋白质磷酸化修饰通过蛋白激酶和蛋白磷酸酶之间的动态平衡对突触可塑性和突触传递的长期调节,参与各种脑疾病(包括精神疾病和神经退行性疾病)的发生发展.本文综述了磷酸化修饰和突触可塑性的关系,重点介绍了长时程增强和长时程抑...     

神经元周围基质网络在调节认知功能及阿尔茨海默病中的作用

神经元周围基质网络(perineuronal nets,PNNs)是一种特殊的细胞外基质结构,具有调节突触可塑性、稳定突触和保护神经元免受氧化应激损害等多种复杂功能.PNNs参与认知的发展过程,包括编码、巩固和更新记忆,在神经可塑性和记忆调节中发挥着重要作用,而认知功能障碍是阿尔茨海默病(Alzheimer's dis...     

神经系统内水通道蛋白4的功能研究进展

水通道蛋白4 (aquaporin 4,AQP4) 是中枢神经系统内重要的水通道蛋白之一,除了在海马、视上核和室旁核等部位的少数神经元上有分布外,主要表达在星形胶质细胞和室管膜上皮细胞中.近期的研究发现,AQP4除了参与脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)分泌、吸收等中枢神经系统内水代谢平衡的调节外,还有许多令人感兴趣的功能表现.AQP4能够影响星形胶质细胞的迁移和胶质疤痕的愈合;影响神经信号的传导;还能够调节星形胶质细胞对K 和谷氨酸的重摄取;改变神经元神经递质的释放;参与突触以及细胞间隙连接的形成等.上述发现表明AQP4不仅是影响中枢神经系统内水和电解质平衡的关键因素,而且是决定星形胶质细胞结构功能的重要分子基础之一.因此AQP4为众多脑疾病的治疗提供具有重要价值的潜在药物作用靶点,调控AQP4的表达与功能将成为治疗许多神经系统疾病的新策略.     

Tenascin与中枢神经再生

Ｔｅｎａｓｃｉｎ (简称ＴＮ)是细胞外基质 (ｅｘｔｒａｃｅｌ ｌｕｌａｒｍａｔｒｉｘ ,ＥＣＭ )糖蛋白中一类具有重要生物活性的蛋白质分子 ,包括众多不同的ＴＮ蛋白成员 ;这些ＴＮ蛋白均主要来源于神经胶质细胞 ,故又称胶质细胞源性细胞外基质糖蛋白。近来研究表明 ,ＴＮ蛋白与中枢神经系统 (ｃｅｎｔｒａｌｎｅｒｖｏｕｓｓｙｓｔｅｍ ,ＣＮＳ)的发生、发育和再生具有密切关系 :ＴＮ蛋白可与神经元表面的细胞识别分子发生特异性配体受体式结合 ,进而产生一系列针对神经元及其突起的生物学效应 ,并最终影响神经系统 (特别是ＣＮＳ)的再生…     

LINGO-1-Fc蛋白对低钾诱导小脑颗粒神经元凋亡的保护作用

髓鞘抑制因子Nogo-A、MAG和OMgp通过共同的受体信号复合物NgR/p75NTR(或者TROY)发挥对中枢神经纤维再生的抑制作用.新近克隆的跨膜蛋白LINGO-1是该信号途径的另一个重要组成成分和调节分子.LINGO-1特异表达于中枢神经系统,神经元上的LINGO-1被证明参与调节中枢神经再生的抑制信号,而少突胶质细胞表达的LINGO-1分子参与负调节少突胶质细胞的髓鞘化过程.为探讨LINGO-1分子在神经元凋亡过程中的作用,利用包含LINGO-1分子胞外段LRR和IgC2结构域的Fc融合蛋白作为功能性拮抗剂,研究LINGO-1对低钾诱导的小脑颗粒神经元凋亡的保护作用.利用成熟的Hoechst标记凋亡细胞的方法,观察到经LINGO-1-Fc蛋白预处理2h能够显著阻止小脑颗粒神经元的凋亡.仅包括LRR结构域的GST-LINGO-1与LINGO-1-Fc蛋白,虽同样具有与颗粒神经元的结合活性,但是GST-LINGO-1不能有效地阻止低钾诱导的细胞凋亡.这些结果提示,LINGO-1-Fc蛋白能够阻止低钾诱导的小脑颗粒神经元凋亡,并且这种作用可能是IgC2结构域依赖的.     

多巴胺调节海马神经元可塑性的研究进展

多巴胺是脑内重要的信息传递物质,不仅可以作为递质释放到前额叶、伏隔核等脑区,直接进行信息传递,也可以作为调质调节其它突触递质的传递,并影响神经元可塑性。海马参与构成边缘系统,受多巴胺能神经支配,执行着有关学习记忆以及空间定位的功能。海马神经元的可塑性是学习记忆的细胞分子基础。研究表明,多巴胺对海马神经元的突触可塑性和兴奋性可塑性都具有重要的调节作用。本文扼要综述多巴胺对海马神经元突触可塑性和兴奋性可塑性的调节机制的研究进展,以期为DA系统参与海马区学习记忆功能的研究提供新思路,更深入地了解学习记忆的神经机制。     

赢家通吃:神经环路修剪的竞争机制

人类的大脑约由一千亿个神经元组成,它们通过位于树突棘结构上的突触相互连接,形成庞大的神经网络,主宰着人们的感觉、运动、记忆与情感。这个神经网络并不是一成不变的。发育早期,神经元之间的连接迅速建立;而在个体经由青少年期向成年期转变的过程中,多余的连接经由树突棘的修剪得到清除,神经环路得到优化,从而达到最佳的信息传递与储存效果。树突棘修剪对于大脑的正常功能至关重要,在多种发育性神经系统疾病中均发现了树突棘修剪的异常,但介导该过程的分子机制是基本未知的。中国科学院神经科学研究所于翔研究组的工作发现,发育过程中小鼠感觉皮层的树突棘修剪和被保留树突棘的成熟同时受到感觉经验的双向调控,并协同变化。通过在单个树突棘的水平精细操控细胞黏附水平和神经电活动水平,于翔实验室进一步发现这种协同的成熟/修剪变化是由相邻树突棘间对一类细胞黏附分子——cadherin/catenin复合物——的竞争所介导:竞争到更多此类复合物的树突棘变得稳定、成熟,而失败的一方则被修剪。这一"赢家通吃"的竞争模型为发育过程中神经网络的优化提供了分子机制的解释,拓展了人们对于大脑可塑性的理解,并可能代表了生物系统发育的普遍策略。鉴于树突棘修剪的异常与孤独症、精神分裂症等发育性神经系统疾病密切相关,阐明其分子机制对解析上述疾病的致病机理有重要的理论与临床意义。