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973项目神经学成果登上《自然》子刊
【字体: 大 中 小 】 时间:2007年06月13日 来源:生物通
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来自中科院上海生命科学学院神经研究所,神经生物学国家重点实验室(Key Laboratory of Neurobiology)的研究人员解开了神经元轴树突极性分化过程中非典型蛋白激酶(atypical protein kinase C,aPKCs)与PAR3,PAR6形成的复合物上游调控的关键元件之谜,是神经细胞极性分化与建立的机理研究的一项重要成果。这一研究成果公布在《Nature-Cell Biology》上。
领导这一研究的是中国科学院上海神经科学研究所突触信号研究组组长罗振革博士,其主要的研究领域为突触发育和可塑性研究。参予这一研究的还包括张娴、朱机、杨国英、王庆杰、钱磊等人,这一项目得到了中科院“****”、科技部“973”项目和重大研究计划、自然基金委以及上海市科委的资助。
原文摘要:
Published online: 10 June 2007; | doi:10.1038/ncb1603
Dishevelled promotes axon differentiation by regulating atypical protein kinase C
[Abstract]
蛋白激酶C(Protein kinase C,PKC)通过影响多种蛋白质底物磷酸化,参与一系列与生命现象有关的过程,如细胞信号传递,细胞增殖与分化,基因表达,细胞形态改变,神经递质释放等。根据其结构及辅助因子的不同,通常将PKC分成3大类,即典型的PKCs(α,βⅠ,βⅡ,γ),新PKCs(δ,ε,η,θ,μ)和非典型PKCs(ζ,λ,ι)
研究发现非典型蛋白激酶(atypical protein kinase C,aPKCs)与PAR3,PAR6形成的复合物对于轴树突分化(axon-dendrite differentiation)是一种必要元素——神经元轴树突极性分化以及轴突的发育是形成神经网络的基础,对其分子机制的研究是神经科学的基本问题,目前对于调控aPKCs与PAR3,PAR6复合物活性的上游元件却了解的非常少。
在这篇文章中,研究人员发现培养的海马神经元aPKC是被Dishevelled (Dvl)——一种Wnt下游效应因子直接调控的,Dvl可以通过结合、稳定并激活 aPKC促进轴突发育。除此之外,研究人员还发现Wnt5a——一种非经典的Wnt(noncanonical Wnt)也参予了这一过程,可以促进神经元极性建立和轴突生长,这一作用会由于Dvl的负调控或aPKC的抑制受到消弱。
这些研究结果是神经细胞极性分化与建立的机理研究的一项重要成果,有助于研究人员进一步深入分析神经元轴树突极性分化以及轴突的发育,也为神经退行性疾病等神经相关疾病的治疗提供了新线索。
(生物通:张迪)
附:
罗振革
个人简介
1988年毕业于南开大学生物系;
1991年和1995年,于北京军事医学科学院获得硕士和博士学位;
于1998年被军事医学科学院聘为副研究员;
从2000年1月至2003年5月,在美国阿拉巴马大学医学院神经生物学系进行博士后访问学者研究。在此期间从事突触形成过程中的细胞信号传导研究;
于2003年6月受聘担任中国科学院上海神经科学研究所研究员,突触信号研究组组长。
罗振革研究员于2003年获得中科院“****”人才称号,随后获得优先资助。
另外,罗振革博士还承担“上海市基础研究重点课题”和“国家自然科学基金重大研究项目”等多项课题。
研究方向
神经细胞发育和突触形成的分子机理
研究工作
罗振革博士主要从事突触发育和可塑性研究。突触是神经传递的基本单元,其形成,发育及可塑性的研究是神经科学的核心问题之一。神经肌肉接头(NMJ)是由运动神经元和肌纤维之间形成的突触,由于其结构的简单性和可及性,NMJ成为经典的突触研究模型。突触后神经递质受体的聚集(Clustering)对于保证突触形成及有效的信息传递致关重要。乙酰胆碱受体(AChR)在NMJ的聚集是由Agrin/MuSK信号系统介导的,运动神经元产生的Agrin通过激活肌肉细胞表面的受体酪氨酸激酶MuSK导致AChR的聚集, 细胞内AChR受体关联蛋白Rapsyn对NMJ形成也不可或缺,但其作用机理有待阐明。罗振革研究员的前期研究发现,MuSK不仅起信号分子的作用,而且可以作为脚手架蛋白(Scaffold Protein),形成一个以MuSK为中心的蛋白复合物,其中包含DVL1和GGT,从而保证下游信号分子Rac1,Cdc42及PAK在NMJ突触后有效激活,进而导致细胞骨架重排及AChR的Clustering。以此为基础,罗振革研究员现在的研究集中于以下两方面:1)Rapsyn的作用机理;2)Wnt信号系统对突触形成的调节作用。另外,还在开展神经细胞的极性形成机理,神经递质受体转运和定位的分子事件的研究工作。
近期论文:
Luo, ZG., Je, H., Wang, Q., Yang, F., Clem Dobbins, G., Yang, Z., Xiong, W., Lu, B., and Mei, L. (2003) Implication of Geranylgeranyltransfersae in Synapse Formation. Neuron, 40(4): 703-717
Luo, ZG., Wang, Q., Xiong, W., and Mei, L. (2003) Signaling complexes for postsynaptic differentiation. J Neurocyt., 32(5-8): 697-708 (Review)
Luo,ZG., Wang, Q., Zhou JZ., Wang J., Liu, M., He X., Wynshaw-Boris, A., Xiong, W., Lu B., Mei L. Regulation of AchR clustering by Dishevelled Interacting with MuSK and PAK1. Neuron 2002; 35(3):489-505.(Featured in Neurobiology Paper Alert, Curr. Opinion Neurobiol. 12:463-470, 2002)
Hamblet, N., Lijam, N., Ruiz-Lozano, P., Wang, J., Yang, Y., Luo, Z., Mei, L., Chien, K., Sussman, D., and Wynshaw-Boris, A. (2002) Dishevelled-2 is essential for cardiac outflow tract development, somite segmentation, and neural tube closure. Development, 129(24): 5827-5838
Huang, Y., Wang, Q., Won, S., Luo, Z., Xiong, W., and Mei,. (2002) Compartmentalized NRG signaling and PDZ domain-containing proteins in synapse structure and function. Int J Dev Neurosci., 20(3-5): 173-185