找到神经递质的“邮编”蛋白

　　

生物通报道：将细胞分泌的分子运送到神经细胞突触对于学习记忆过程，甚至对于细胞本身至关重要。布朗大学和海洋生物实验室（Marine Biological Laboratory，MBL）研究人员最近发现一个由淀粉前体蛋白（amyloid precursor protein）得来的肽段ZIP Code，发挥“邮编”（ZIP Code）功能，负荷、指导神经递质到达突触。（注：淀粉前体蛋是阿尔茨海莫氏症的主要原因之一）。研究结果发表于电子版《Proceedings of the National Academy of Sciences》杂志。

神经细胞复杂的胞内运输系统对于神经系统功能正常发挥至关重要，携带蛋白和RNA从细胞体（cell body）到达信息交换的中转站神经轴突。没有这些宝贵的载体，神经元不能进行通信，学习记忆不能进行，神经元死亡。这种神经细胞传递系统的重要性勿庸置疑，但究竟是什么指导载体到达马达，并且给载体贴上‘邮编’的？“这种苦苦寻觅的分子－马达挂钩实际上很简单，只是一个小肽段，” Bearer说，“我们已经鉴别出了第一个分子发报机——来自于阿尔茨海莫氏症蛋白APP的小肽段。”

单纯疱疹病毒（herpes simplex virus ，HSV）能够在神经元内部细胞体和突触间转移。布朗大学医学院Elaine Bearer教授（同时也是MBL的Dart 学者和 Whitman 研究员）在布朗大学Bearer利用HSV研究分子运输；在MBL，通过向鱿鱼巨大轴突注射带有荧光标记的病毒，研究控制运输的总机制。

鱿鱼（Squid）的神经轴突（axon）巨大，是人类平均轴突大小的1000倍，这使鱿鱼成为神经研究的模式生物。研究人员利用鱿鱼研究神经细胞之间的信号传递过程，蛋白等递质延轴突传递的过程，以及神经电传导过程。淀粉样前体蛋白（amyloid precursor protein, APP）是阿尔茨海莫氏症患者大脑中常见斑块的主要成分，有研究证实APP能够分解、形成这些斑块，APP蛋白发生突变会导致阿尔茨海莫氏疾病。截至目前，关于APP在健康神经细胞中的功能还所知甚微。

早先，Bearer实验室发现APP与疱疹病毒顺行性传输(anterograde transport)过程或者在从细胞体到达突触的运动有物理上的相关性。Bearer想知道APP是否可以介导这种运动。Bearer等给病毒替换上荧光乳胶（fluorescent beads）并且利用人工合成的人类、鱿鱼APP肽段对其进行包被。鱿鱼肽段序列由论文合作者Joseph DeGiorgis在MBL启动的鱿鱼基因组计划提供。Bearer等将乳胶注入鱿鱼轴突，然后在显微镜下观察。这些乳胶会运动吗？会的话，又是采取哪种路径呢？

通过对七种不同的肽段进行检测，发现只有一种短肽能够使乳胶快速从轴突运动到突触，Bearer等将此APP来源的短肽命名为APP-C。Bearer认为鱿鱼中的APP-C在人类、蠕虫和果蝇中也几乎存在相同的形式，因此APP-C有可能是一种普遍适用的负责神经元和其它细胞进行载体运输的一种短肽。

这种短肽标签可用来对疾病和毒素导致的突触受损治疗中使用的蛋白进行标记。利用这种短肽作为实验手段，能够更好地研究神经细胞传送，帮助跟踪正常、异常神经通路，鉴定、诊断痴呆患者是否有、有多少传送受到影响。“我们已经获得了一种蛋白传递系统，可以用于各种基础临床研究和生物医学检测，” Bearer说“前景是光明的。”（生物通记者 小粥）