弄清神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)元命運(yùn)的決定因子是當(dāng)今神經(jīng)學(xué)家的重要工作之一，然而，這方面的報(bào)道一直較少。近日，中科院上海生命科學(xué)研究院發(fā)表文章，揭示了決定神經(jīng)元命運(yùn)的轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)機(jī)制，這加深了我們對(duì)神經(jīng)元發(fā)育調(diào)控的認(rèn)識(shí)。相關(guān)論文發(fā)表在2012年6月20日刊登的《神經(jīng)科學(xué)雜志》上。

該項(xiàng)工作是由研究生國(guó)禎、趙叢玲和黃夢(mèng)歸等在程樂(lè)平研究員的指導(dǎo)下共同完成的。同期的雜志發(fā)表了題為“轉(zhuǎn)錄因子驅(qū)動(dòng)一些獨(dú)特的神經(jīng)環(huán)路相關(guān)蛋白的表達(dá)”(Transcription Factors Drive Distinct Neural Circuit Proteins)的評(píng)論，對(duì)該項(xiàng)工作進(jìn)行了介紹。

弄清神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)肽及其受體在不同類(lèi)型神經(jīng)元中的表達(dá)模式對(duì)于理解神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)環(huán)路的形成具有重要意義。脊髓背角在軀體感覺(jué)信息從外周向大腦傳遞的過(guò)程中起重要作用。依照所使用的神經(jīng)遞質(zhì)的不同，脊髓背角神經(jīng)元可分為興奮性的谷氨酸能神經(jīng)元與抑制性的-氨基丁酸能神經(jīng)元。一些神經(jīng)肽也特異地表達(dá)在谷氨酸能神經(jīng)元或-氨基丁酸能神經(jīng)元中。此前的研究工作曾報(bào)道一些轉(zhuǎn)錄因子決定脊髓背角谷氨酸能神經(jīng)元與-氨基丁酸能神經(jīng)元中神經(jīng)遞質(zhì)與神經(jīng)肽的表達(dá)。然而，是否有一些神經(jīng)遞質(zhì)與神經(jīng)肽的受體特異地表達(dá)在谷氨酸能神經(jīng)元或-氨基丁酸能神經(jīng)元中，它們的表達(dá)受哪些基因調(diào)控，目前的報(bào)道還很少。

利用原位雜交及免疫組化染色技術(shù)，神經(jīng)所研究人員發(fā)現(xiàn)多種神經(jīng)遞質(zhì)與神經(jīng)肽受體基因特異地表達(dá)在谷氨酸能神經(jīng)元中。通過(guò)分析基因敲除小鼠的表型，發(fā)現(xiàn)這些受體的表達(dá)依賴(lài)于決定谷氨酸能神經(jīng)元命運(yùn)的轉(zhuǎn)錄因子Tlx1/3。轉(zhuǎn)錄因子Lbx1與Ptf1a同時(shí)也對(duì)這些受體在谷氨酸能神經(jīng)元中的表達(dá)起調(diào)控作用。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，多種神經(jīng)遞質(zhì)與神經(jīng)肽受體基因特異地表達(dá)在-氨基丁酸能神經(jīng)元中，它們的表達(dá)依賴(lài)于決定-氨基丁酸能神經(jīng)元命運(yùn)的轉(zhuǎn)錄因子Ptf1a;轉(zhuǎn)錄因子Pax2與Tlx1/3也對(duì)這些受體基因在-氨基丁酸能神經(jīng)元中的表達(dá)起調(diào)控作用。

該研究結(jié)果揭示了決定神經(jīng)元命運(yùn)的轉(zhuǎn)錄因子同時(shí)也決定了神經(jīng)元中特異表達(dá)的神經(jīng)遞質(zhì)與神經(jīng)肽受體的表達(dá)。這為認(rèn)識(shí)神經(jīng)元的發(fā)育調(diào)控及神經(jīng)環(huán)路的形成機(jī)制提供了新的視角。

此篇論文是由程樂(lè)平研究員指導(dǎo)完成的。程樂(lè)平研究員目前的研究方向主要是小鼠神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的遺傳及調(diào)控機(jī)制。此篇論文揭示了決定神經(jīng)元命運(yùn)的轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)機(jī)制，加深了我們對(duì)神經(jīng)元發(fā)育調(diào)控的認(rèn)識(shí)。

工作得到了科技部及中科院項(xiàng)目的資助。