再站辉煌：神经所09年最新《Neuron》文章

　　

生物通报道：中科院神经所于1999年成立，成立以来，在所长，著名的神经生物学家蒲慕明博士的带领下发展迅猛，研究成果屡登国际权威杂志，特别是近两年来，更是在Science，Nature，Cell等权威性的期刊上频频发文章，进入09年，近期神经所的研究人员又发表了一篇神经学方面的重要期刊：《Neuron》文章。

领导这一研究的是于翔博士，其2005年回国入选****，其树突发育与神经环路研究组的主要研究领域为发育过程中起重要作用的细胞外信号(神经活动、Wnt 信号、类固醇激素等)调节树突形态和突触功能的机制。

于翔博士近期的工作表明，Wnt信号的传导分子β-catenin 蛋白，及由 cadherin，β-catenin 和 α-catenin 组成的细胞粘附复合物，是调节树突形态的重要介导物。在分离的海马神经元中增加细胞内 cadherin/catenin 复合物的含量可以增强树突的树状分支程度；相反，过表达 Ncad(intra)，一种可隔离阻断 β-catenin 功能的分子，则导致树突分支末端数目的减少，并且阻止模拟神经活动或激活 Wnt 信号传递所引起的树突形态发生的增强。实验结果还显示，模拟神经活动的增强(增加细胞外液钾离子的浓度，从而使神经元去极化)可以提高细胞培养液中的 Wnt 活性，显示神经活动可能调节 Wnt 的基因表达。

而这篇文章则主要针对形态学与功能学的相互关系，神经环路发育需要形态学方面和功能上的改变，研究人员发现了提高神经活性之后，树突形态学和mEPSC (miniature excitatory post-synaptic current，微小兴奋性突触后电流)变化之间的相对应关系。并且发现β-catenin分子的过量表达，与通过降低mEPSC变化幅度一样，都能达到增加神经活性的作用。

更加重要的是，研究人员还发现β-catenin体内过表达能促进树突生长，减少mEPSC变化幅度，从而研究人员提出，这些数据证明树突形态学和单一刺激突触强度的同样变化也许都是避免神经元在神经环路发育过程中过于兴奋的一种重要机制。

这项研究通过体内和体外研究，结合分子生物学、光学成像、电生理学等手段阐述树突形态发生的分子机制及其对突触功能和神经环路形成的影响，将更清晰地阐明树突发育和神经环路形成的分子机制，并将有助于对发育性神经疾病的理解。

（生物通：张迪）

附：

于翔 博士
研究组组长、研究员
yuxiang@@ion.ac.cn

学习经历
1992 - 1995 英国剑桥大学、三一学院，自然科学（生物化学）专业学士（B.A. Cantab，First Class Honours）
1995 - 1999 英国剑桥大学、MRC分子生物学实验室，分子生物学方向博士

工作经历
1999 - 2005 美国斯坦福大学医学中心，神经生物学方向博士后、研究助理
2005 　 夏 美国伍兹霍尔海洋生物实验室，Grass Fellow
2005 - 今 中国科学院神经科学研究所树突发育与神经环路形成研究组组长、研究员、博士生导师

奖励与荣誉
Wellcome Traveling Research Fellow，Wellcome Trust，1999 -2001
Grass Fellow，美国伍兹霍尔海洋生物实验室，2005
中国科学院 “****”，2005-2007

原文摘要：

Coordinated Changes in Dendritic Arborization and Synaptic Strength during Neural Circuit Development

Neural circuit development requires concurrent morphological and functional changes. Here, we identify coordinated and inversely correlated changes in dendritic morphology and mEPSC amplitude following increased neural activity. We show that overexpression of -catenin, a molecule that increases total dendritic length, mimics the effects of increased neuronal activity by scaling down mEPSC amplitudes, while postsynaptic expression of a protein that sequesters -catenin reverses the effects of activity on reducing mEPSC amplitudes. These results were confirmed immunocytochemically as changes in the size and density of surface synaptic AMPA receptor clusters. In individual neurons there was an inverse linear relationship between total dendritic length and average mEPSC amplitude. Importantly, -catenin overexpression invivo promoted dendritic growth and reduced mEPSC amplitudes. Together, these results demonstrate that coordinated changes in dendritic morphology and unitary excitatory synaptic strength may serve as an important intrinsic mechanism that helps prevent neurons from overexcitation during neural circuit development.