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突触后密度蛋白向突触的膜运输过程
【字体: 大 中 小 】 时间:2007年07月04日 来源:生物通
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麻省理工学院Akira Yoshii1和Martha Constantine-PatonYoshii最近证实,PI3K–Akt信号途径能够增强PSD-95在NMDAR和(BDNF)-TrkB途径中的膜定位。
生物通报道:PI3K–Akt信号途径能够增强PSD-95在NMDAR和(BDNF)-TrkB途径中的膜定位。
膜相关鸟苷酸激酶(membrane associated guanylate kinase, MAGUK)家族成员PSD-95通过与NMDA受体和突触位点的其它信号传递分子形成复合体,调节长时程增强(long-term potentiation,LTP)。TrkB受体活化导致的PSD-95从细胞体向突触聚集和PSD-95募集膜受体到达突触位点是突触可塑性的关键。然而,将TrkB活性与PSD-95启动联系起来的环节却一直不为人知。最近,《Nature Neuroscience》一篇文章中,麻省理工学院Akira Yoshii1和Martha Constantine-PatonYoshii报道说,NMDAR信号传递刺激BDNF介导的TrkB受体活化,然后TrkB发送信号,信号通过磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3-ki-nase,PI3K)-Akt途径通知PSD-95向突触募集。
之前研究已经证实,TrkB和PSD-95都位于脂质筏(lipid rafts)上。Yoshii 和Constantine-Paton此次发现,PSD-95和TekB在体内相互作用,共同定位在小鼠的树突上,以点状排列。添加外源性BDNF——TrkB的一种配体,提高了共定位的倾向。TrkB的活化还增加了PSD-95的运动性。比如在利用膜结合的PSD-95进行的脱色荧光恢复技术(fluorescence recovery after photobleaching,FRAP)实验中,增加BDNF,PSD-95向膜的运输的能力明显增强。这些分析中,NMDAR活性与BDNF的效果相似,也需要BDNF的活化,说明BDNF-TrkB位于NMDAR信号传递途径的下游。
PI3K早已被证实在蛋白运输中发挥关键作用,研究人员发现用药物抑制PI3K,FRAP实验中BDNF或NMDAR介导的PSD-95的恢复能力丧失。出乎意料,运输活性与下游Akt/PKB激酶有关,与PI3K无关。添加BDNF,细胞中phospho-Akt 的水平会上升,PSD-95在高尔基器上的定位增加——向突触位点运动的一个先决条件。相反,Akt的药理学抑制会削弱PSD-95与高尔基器的关系,导致PSD-95聚集在内质网。,BDNF介导的PSD-95的FRAP被削弱。
这些资料说明NMDAR活性和PSD-95向突触运动是由PI3K-Akt信号传递途径偶联起来的。已有研究证实PI3K介导的Akt和mTOR的活性对PSD-95的从头合成(de novo synthesis)非常重要。因此,PI3K-Akt信号途径可能是通过两个离散机制(discrete mechanism,生物通编者译)上调PSD-95蛋白的表达水平、促进PSD-95的膜定位来影响PSD-95的活性和长时程增强的。(生物通 小粥)
注:
PSD-95:突触后密度蛋白-95
NMDAR:N-methyl-D-aspartate受体
BDNF:脑源性神经营养因子
原文:
Akira Yoshii & Martha Constantine-Paton.
BDNF induces transport of PSD-95 to dendrites through PI3K–AKT signaling after NMDA receptor activation
Nature Neuroscience 10, 702-711 (2007).
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