《细胞》杂志发表中国脑神经研究成果

　　2005年1月14日出版的美国生命科学权威杂志《细胞》发表了中国科学家的一项研究成果,他们发现蛋白质的活性对确定神经细胞极性起关键作用,开拓了治疗神经损伤的新途径。   

《细胞》杂志发表的论文第一作者是研究生蒋辉,还有研究生郭纬和梁新华,通讯作者是旅美中国学者饶毅教授。他们来自中科院上海生命科学研究院神经科学研究所、中科院研究生院和北京生命科学研究所等。   

脑神经复杂的信息传导有赖神经细胞的特殊结构,神经细胞通常有两种结构  接收讯号的树突、发送讯号的轴突。他们的研究揭示了神经细胞的这两个基本极性是如何形成的  一种称为GSK的蛋白激酶在发育过程中的分布有极性,在轴突中的活性比树突中要低。如果其活性太高,神经细胞会没有轴突,太低则会把树突变成轴突。它的活性由上游分子来调控,多个分子形成通路,控制着神经细胞的极性。   

他们还发现,确定神经细胞极性的GSK还维持着极性。如果用药物改变GSK活性,就可以把树突变成轴突。这表明,可以通过药物来增加轴突数量,这可能成为神经元损伤修复和退行性神经系统疾病治疗的新突破口。   

《细胞》杂志是国际权威刊物，对论文的要求很高，在学术界影响巨大。它曾在1980年发表过一篇中国大陆学者的论文,如今是25年后再次发表中国大陆学者论文,论文的全部研究都在中国进行。

中国科学家进一步揭开脑的秘密 

脑是世界上最奇妙的信息加工和传导装置。中国科学家最近在分子水平上确定了神经细胞极性的原理，为人类在更深层次上理解脑奠定了基础，也为治疗神经损伤提供了一种新的思路。  

脑神经传导信息必须是有次序的，而实现这种有次序的信息传导是依靠神经细胞的特殊结构，即神经细胞的极性。所谓极性是指一个神经细胞通常有两种纤维，即树突和轴突，其中树突专门用来接收信号，轴突则只用来发送信号。科学家发现，每个神经元有多个树突，但轴突却只有一个。  

由上海生命科学研究院神经科学研究所、中国科学院研究生院和北京生命科学研究所的科学家共同组成的研究小组在1月14日出版的美国《细胞》杂志上发表论文说，他们在体外培养海马神经元时发现，神经元一般先长出几个差不多的短突起，这些突起中的某一个会在发育后期迅速生长，而其他的突起长度维持不变。这个迅速生长的突起最终会成为轴突，而其他的突起则分化为树突。神经元是如何选出将成为轴突的突起，又是如何抑制其他突起生长的呢？  

此篇论文的第一作者蒋辉介绍，他们进一步研究发现，一个称为ＧＳＫ的蛋白激酶的活性对确定神经细胞的发育起着关键作用。轴突中的ＧＳＫ活性比树突中的要低，而在未分化的神经元突起中，ＧＳＫ活性比较均匀。研究人员提高ＧＳＫ活性，就可以抑制轴突形成，而降低ＧＳＫ活性就可以一反常规地在单个神经元上形成多个轴突。令人惊奇的是，在降低ＧＳＫ活性的情况下，树突也可再变成轴突。研究人员还发现了调节ＧＳＫ活性的上游分子。该论文通讯作者饶毅说，这项研究除了发现脑神经信息有次序传导的分子基础以外，还说明通过适当的药物可以增加轴突数量，帮助神经损伤患者修复神经。  

《细胞》杂志是国际生命科学的顶尖刊物，在科学界与《自然》、《科学》等期刊齐名。据饶毅介绍，这是近25年来中国内地学者第一次在《细胞》杂志上发表论文。 

脑是最奇妙的信息加工和传导机构。脑神经传导信息必须是有次序的，有序的信息传导依赖神经细胞的特殊结构，一个神经细胞通常有两种纤维：树突用来接收信号，轴突用来发放信号，神经细胞的基本极性在于树突和轴突的差别。如果没有这个基本极性，神经信息的传导就会乱套。那么这个重要的极性是如何形成的呢？中国的科学工作者们在分子水平研究了确定神经细胞极性的原理。最新一期的Cell杂志发表了他们最近的研究结果。 

研究者发现有一个蛋白质的活性对确定神经细胞极性起关键作用。这个发现除了阐明原理以外，还提示了一个可能治疗神经损伤的新途径。从事这项研究的科学工作者们包括中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所、中国科学院研究生院和北京生命科学研究所。第一作者蒋辉和其他作者郭纬、梁新华均为神经科学研究所在学博士研究生，通讯作者是饶毅教授(美国西北大学神经科学系教授、中国科学院神经科学研究所客座研究员)。 

蒋辉等发现，在发育过程中，一个称为GSK的蛋白激酶的分布有极性，它在轴突中的活性比?树突中的要低。如果这个分子活性太高，会没有轴突形成，太低就会把树突变成轴突，这个分子的活性又由上游分子来调控。多个分子形成一个通路，来控制神经细胞的极性。同时，他们还发现，GSK不仅确定神经细胞极性的形成，而且确定极性的维持。在已经有极性的神经细胞中，如果用药物改变GSK活性可以将树突变成轴突。这些研究提示，可以用一些药物来增加轴突数量，有助于神经损伤后的修复。所以，轴突和树突的形成不仅是有趣的生物学问题，其机理的阐明也有助于神经元的损伤修复和退行性神经系统疾病的治疗。 

Cell杂志是生命科学的顶尖刊物，其与Nature、Science不同的特点在于要求研究不仅新颖、还要求全面和仔细，故有很高的声誉。2005年1月14日发表的蒋辉等的论文，其全部研究均在中国本土进行。

脑是最奇妙的信息加工和传导机构，一个又一个神经细胞如同平时用的电话：一端的树突是听筒，专门用来接收信号；另一端的轴突则像话筒，用来发放信号——如果没有这个基本极性，神经信息的传导就会彻底乱套。那么，神经细胞的“听筒”和“话筒”到底是如何形成的呢？   

上周末出版的美国《细胞》杂志，用13页的篇幅发表了中科院上海生命科学院神经科学研究所和北京生命科学研究所的一项重要发现：一个名叫“GSK”的蛋白质，是决定“话筒”和“听筒”的“关键人物”。这也是近25年来，我国内地学者首次登上这本顶尖学术刊物，其第一作者蒋辉是神经所在读研究生。尤其值得一提的是，该项研究工作全部在中国本土进行。   

蒋辉告诉记者，GSK在神经细胞中的活性并不均匀，在轴突中低，在树突中比较高。研究发现：如果GSK活性太高，“话筒”就无法形成；如果太低，神经细胞就会自动把“听筒”变成“话筒”。更令科学家们兴奋的是，在已经有极性的神经细胞中，如果用药物改变GSK这位“关键人物”的活性，就可以将树突变成轴突。   

论文通讯作者饶毅研究员说，它为治疗神经损伤提供了一种新的思路。将来，或许可以用药物定向诱导的新方法，把大脑中某些功能重复的“听筒”变成“话筒”，帮助患者修复神经。