抑制神經元樹突生長發育新機制

   導讀：復雜多樣的形態是神經元的重要特征。在發育過程中，神經元產生許多突起，伸展出的樹突結構接受并整合傳入信息，與學習記憶等高級腦功能密切相關。雖然在大腦發育過程或接受外界活性刺激的情況下，神經元的形態會發生精細的重構，但這些復雜有序的樹突結構是如何形成，及其在腦損傷或外界活性刺激條件下結構重塑的機制尚不清楚。

　　神經元本質是一個特殊分化的細胞，2012年7月4日《神經科學期刊》（Journal of Neuroscience）發表了中科院上海神經科學研究所王以政研究組題為“經典型瞬時電壓受體通道5通過a亞型鈣調蛋白激酶2介導神經營養因子3對大鼠海馬神經元樹突生長的調控作用”的研究論文。該論文報道了神經營養因子3 （Neurotrophin-3, NT-3）通過開放經典型瞬時電壓受體通道5（Transient receptor potential canonical 5, TRPC5）引起細胞外鈣離子內流，進一步通過下游的鈣離子相關蛋白a亞型鈣調蛋白激酶2（Calmodulin-dependent kinase IIa, CaMKIIa）抑制海馬神經元樹突生長發育的新機制。該工作是由神經所的賀焯皓博士等人在王以政研究員的指導下完成的。

　　NT-3是一類富集于大腦中的神經營養因子，具有很多重要的生理功能，且這些功能中很多都和NT-3引起的神經元內鈣信號增加有關。然而NT-3是如何引起神經元內的鈣信號增加卻一直不清楚。另一方面，TRPC這樣一類鈣離子通透的非選擇性陽離子通道被越來越多的證據提示為一類新的細胞內鈣信號的來源。相對于分布廣泛的TRPC其他亞家族成員，TRPC5蛋白較為集中地表達于中樞神經系統，且存在于中樞神經系統中的TRPC5通道的生理性的激動劑是未知的。

　　在這項研究中，王以政組的研究人員通過免疫組化、基因干擾、實時活細胞鈣信號成像、神經元形態分析以及生物化學等手段發現NT-3可以通過受體TrkC以及細胞膜內的g型磷脂酶C （Phospholipase Cg, PLCg）開放TRPC5并特異調控了神經元內鈣調蛋白激酶CaMKIIa的活性，從而實現對海馬神經元樹突生長發育的抑制作用。同時，他們發現了另外一種神經營養因子 （Neurotrophin-4, NT-4）對海馬神經元樹突生長發育起著促進的作用，且這樣的調控作用可能是通過NT-4開放TRPC6后激活CaMKIV實現的。

　　這項工作闡述了NT-3引起的神經元內鈣信號的機制，也提示了NT-3是TRPC5通道位于中樞神經系統內的一種的生理性的激動劑。同時，該工作也揭示了不同的神經營養因子通過不同的鈣離子通道分別激活不同的下游鈣離子效應分子，以此實現對神經元樹突生長發育的陰陽調控的新機制。

　　該課題受到了中科院、科技部“973項目”以及中國國家自然科學基金的資助。（來源：中國科學院神經科學研究所）

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