來自中國科學院上海生命科學院神經(jīng)科學研究所的科研人員近日在神經(jīng)元極化和軸突發(fā)育研究中取得新進展，發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)元軸突發(fā)育過程中細胞膜的不對稱插入機制。相關研究論文于8月18日在線發(fā)布在國際著名生物學期刊《細胞》（Cell）旗下的子刊《發(fā)育細胞》（Developmental Cell）雜志上。

 

中國科學院上海生命科學院神經(jīng)科學研究所的羅振革研究員是這篇文章的通訊作者。其早年畢業(yè)于南開大學生物系，主要從事神經(jīng)發(fā)育的分子細胞機制研究，特別是神經(jīng)元形態(tài)發(fā)生的分子機制以及突觸形成和重構的機理研究。在神經(jīng)元極性建立、神經(jīng)元軸-樹突發(fā)育和突觸形成等神經(jīng)發(fā)育的重要領域取得了系列成果，在Nature Cell Biology、Neuron等國際學術期刊發(fā)表系列研究論文。

 

神經(jīng)元具有典型的極性結構，復雜分支的樹突負責接受信息，單根軸突負責輸出信息。新生神經(jīng)元某個突起向軸突的分化稱為神經(jīng)元的極化，該過程需要細胞膜向該突起快速增加，其調(diào)節(jié)機制是懸而未決的重要科學問題。

  

在羅振革研究員的指導下，博士研究生王彤和劉陽等人對該問題進行了深入研究。他們發(fā)現(xiàn)抑癌蛋白Lgl1在該過程中發(fā)揮重要作用，Lgl1定位在質膜前體囊泡（plasmalemmal precursor vesicle，PPV）的胞漿側，在軸突發(fā)育過程中具有極性分布。在培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元中，下調(diào)Lgl1會抑制PPV向細胞膜的插入，并使神經(jīng)元喪失極性，過表達Lgl1會促進軸突的發(fā)育。進一步的機制研究表明，Lgl1通過調(diào)節(jié)小G蛋白Rab10來發(fā)揮作用，Lgl1可以使胞漿中的Rab10與GDI（GDP-dissociation inhibitor）解離，從而促進Rab10定位到PPV。下調(diào)Rab10的表達或抑制其活性也會影響PPV的膜插入，使神經(jīng)元失去極性，上調(diào)其表達會促進軸突發(fā)育。Lgl1通過Rab10調(diào)節(jié)PPV向細胞膜的插入及神經(jīng)元的極化。后繼工作正在深入研究Rab10囊泡的轉運機制、效應因子、膜定位及膜融合信號。

 

該工作得到科技部、中科院以及自然科學基金委的支持。