《科学》《PNAS》发两项神经学重大成果

　　生物通报道：近日，世界著名的学术期刊《科学》和《PNAS》杂志刊登了两项有关神经学研究的重大发现。美国的研究人员破译了由数千个蛋白质组成的神经元复杂信号网络，对神经突形成过程进行了深入的研究。另外，在近日的《科学》杂志上也公布了美国麻省理工研究人员的神经学最新研究成果——他们开发出一种可自由开关实验鼠脑神经回路的技术。 数千神经元蛋白构成的复杂信号网 大脑中成千上万个蛋白质之间的工作关系能够影响许多大脑疾病，如阿尔茨海默症、帕金森症和脊髓损伤等。在首次的大型脑蛋白质组研究中，来自加州大学圣地亚哥确定出数千神经元蛋白质，以弄清它们如何形成复杂的信号网络来知道神经元功能。 研究中，他们使用了定量质谱、计算机软件和生物信息学方法来分析蛋白质的分子功能。该研究将可能使我们对大脑发育、神经退化疾病和脊髓退化有更深入的了解。 由Richard Klemke教授领导的这个研究组开发出了一种新技术，该技术使他们首次从产生轴突或树突的神经元分离并纯化出神经突长膜外延物。这项技术突破为了解神经突如何形成和分化程再生神经元链接并产生功能性网络开启了大门。研究还发现了两种关键信号分子如何受一种控制神经突向外生长的复杂蛋白质网络所调节。这项研究的结果发表在本周《PNAS》（美国科学院院刊）杂志的网络版上。 神经突的形成（neuritogenesis）是神经元分化的第一步，是中枢神经系统的基础细胞形成过程。了解神经突如何形成至关重要，因为这些结果能够产生特化的轴突和树突来传递感觉以确保我们能够看到、听到、尝到味道、辨别推理和做梦。 树突和轴突构成的神经信号网络形成了一个巨大的信息网格。加州大学的这个研究组的研究目的就是要弄清神经元如何正确链接和再生以维持大脑的恰当连线。 了解了神经突发生在神经链接再生过程中的作用，是描绘这个信号网络的一个关键组成。 研究人员表示，他们的最初目的是确定出导致神经突生长和分化的独特蛋白质，以及了解知道神经突形成和迁移的信号。 Klemke教授和他的博士后Olivier Pertz和王迎春（Yingchun Wang）鉴定出了一个富含GEF和GAP蛋白的复杂网络，该网络通过调节信号来控制神经突发生。 这个信号途径提供外部指导信号给细胞内的机械机制，使神经突向前生长、转弯或相反方向生长。 了解了这数千个神经突蛋白如何协调工作将可能帮助我们人为指导神经突在身体的适当位置再生，并且逆转神经退化疾病造成的神经损伤。 研究人员发明了一种独特的微孔过滤技术来从神经元细胞体分离神经突。这种方法为使用可确定蛋白质构成的质谱开启了大门。 麻省理工：自由开关实验鼠脑神经回路 美国麻省理工学院教授、诺贝尔奖得主利根川进在２５日的美国《科学》杂志网络版上报告说，他们开发出一种可自由开关实验鼠脑神经回路的技术。 利根川进是日本唯一一名诺贝尔生理学或医学奖得主，现为美国麻省理工学院脑科学中心负责人。他领导的研究小组通过转基因技术将控制破伤风毒素合成的基因植入实验鼠，并使基因只在实验鼠某些特定的神经细胞中发挥作用。 破伤风毒素生效后，神经细胞就不能释放出信号，神经回路被切断。如果在实验鼠的饲料中添加盐酸多西环素，抑制毒素活动，神经回路又会得以恢复。如果再喂食不含盐酸多西环素的普通饲料，实验鼠神经回路会再次被断开。 在实验中，研究人员利用这种技术自由开闭实验鼠大脑海马部位的三突触回路。利根川进认为，这一成果将成为探究大脑记忆和学习能力的重要研究手段。 利根川进，1939年生于日本的名古屋。京都大学理学院化学系毕业后进入该大学病毒研究所进修。后来去美国加利福尼亚大学留学，获博士学位。曾先后在索克尔研究所和巴塞尔免疫学研究所任职。1981年起任麻省理工学院大学教授。1987年因从基因角度阐明了产生多样性抗体的途径而获诺贝尔生理学医学奖。（生物通雪花）