神經(jīng)元能夠在大腦和脊髓數(shù)十億的相似細(xì)胞中，將軸突精確延伸到目的地并形成神經(jīng)連接，這是自然界的一大奇觀。布朗大學(xué)和洛克菲勒大學(xué)的研究人員在本期Science雜志上發(fā)表文章，揭示了引導(dǎo)軸突跨越脊髓中線的分子機(jī)制。

這項(xiàng)研究不僅解決軸突導(dǎo)向的一個(gè)基本問(wèn)題，還有助于修復(fù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷。“我們鑒定了為軸突引路的重要線索，”布朗大學(xué)的助理教授Alexander Jaworski說(shuō)。“闡明神經(jīng)元連接的形成，可以幫助人們開(kāi)發(fā)修復(fù)神經(jīng)的新療法。”

NELL2=禁止入內(nèi)

研究人員之前的工作顯示，神經(jīng)元的Robo3受體是引導(dǎo)軸突跨越脊髓中線的關(guān)鍵。該受體通過(guò)促進(jìn)Netrins（軸突吸引因子）活性和阻斷Slits（軸突排斥因子）活性起作用。現(xiàn)在研究人員鑒定了引導(dǎo)軸突的新信號(hào)分子，并將其命名為“NELL2”。NELL2存在于發(fā)育中的脊髓，它與Robo3受體結(jié)合之后，神經(jīng)元軸突就會(huì)繞道而行。這種蛋白相當(dāng)于在軸突生長(zhǎng)的路徑上樹(shù)立“禁止入內(nèi)”的指示牌。

研究人員指出，表達(dá)Robo3受體使神經(jīng)元根據(jù)以下規(guī)則延伸軸突：走向Netrin所在的地方，忽略Slit的排斥信號(hào)，繞開(kāi)NELL2代表的禁區(qū)。

這項(xiàng)研究是在小鼠脊髓的模式系統(tǒng)中進(jìn)行的。脊髓和大腦一樣也分為左右兩側(cè)，跨越中線的軸突可以將兩邊橋接起來(lái)，這種連接是非常重要的。缺乏Robo3會(huì)造成一種罕見(jiàn)的人類(lèi)疾病，患者的眼睛不能左右移動(dòng)，Jaworski說(shuō)。這種移動(dòng)需要眼睛一邊的肌肉收縮，另一邊的肌肉放松。Robo3乏缺使患者沒(méi)有跨越后腦中線的軸突，導(dǎo)致信號(hào)不能傳遞到另一邊，結(jié)果眼睛兩邊的肌肉只能一起收縮。

下一步，研究人員希望明確NELL2是否也在大腦中起到類(lèi)似的作用。人們一直希望在大腦損傷或退化后引導(dǎo)神經(jīng)重新生長(zhǎng)。然而，僅僅植入一些干細(xì)胞并使其分化為神經(jīng)元可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。實(shí)現(xiàn)真正的神經(jīng)修復(fù)，人們還需要提供基本神經(jīng)發(fā)育所需的信號(hào)和指令，這項(xiàng)研究為此奠定了基礎(chǔ)。