Cell子刊：中枢神经再生新希望

　　

生物通报道：近日，加拿大蒙特利尔罕见疾病研究所（IRCM）的Dr. Frédéric Charron领导研究人员发现了神经细胞胚胎发育的内部控制，该文章发表在Cell旗下的Neuron杂志上。这项突破性研究有望帮助人们开发新工具，在受损的中枢神经系统中修复和再生神经细胞。

Dr. Charron实验室的研究人员对组成中枢神经系统（大脑和脊髓）的神经细胞进行了研究，希望更好的了解胚胎发育中神经元到达正确目的地的机制。

“轴突是神经元上长出的长突起，为了正确形成神经回路，轴突发育时会跟随外部信号以到达目的地，”加拿大蒙特利尔罕见疾病研究所IRCM的分子生物学主管Dr. Frédéric Charron说。“我们发现在这一过程中，神经细胞也有内部区控制机制，这一机制随着神经元的发育会改变细胞对外界信号的应答。”

在这项研究中，IRCM的科学家们关注的是Sonic Hedgehog蛋白（Shh），这种蛋白带给细胞重要信息以便胚胎正常发育，它在中枢神经系统发育中具有关键作用。

“我们知道轴突在发育中跟随着Shh信号，”文章第一作者，助理研究员Dr. Patricia Yam说。“不过，轴突一旦接触到Shh蛋白就会改变自身的行为，这一点一直是科学界的一个谜。而我们发现了神经细胞对这一过程的内部控制，这种机制会在轴突接触Shh蛋白时改变它对外部信号的应答，这时轴突就会排斥Shh信号而不是继续追随这一信号。”

研究人员指出，在神经发育过程中有不止一个系统指挥着轴突的探险活动。神经细胞不仅应答外部信号，也受到内部机制的控制。阐明这一机制非常重要，人们可以据此改进技术促使受损神经细胞的再生和修复。作者指出，现在人们在尝试改变神经发育的外部因子时，也应考虑到细胞内元件的行为。

这项研究由加拿大卫生研究院资助的，中枢神经系统的损伤每年影响着数以千计的加拿大人，这样的损伤可能导致终生残疾。大多数中枢神经系统损伤是由事故、中风或疾病引起的，这样的创伤很难进行修复。因此，亟需开发新的神经细胞再生技术，来来修复受损的中枢神经系统。

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

14-3-3 Proteins Regulate a Cell-Intrinsic Switch from Sonic Hedgehog-Mediated Commissural Axon Attraction to Repulsion after Midline Crossing

Axons must switch responsiveness to guidance cues during development for correct pathfinding. Sonic Hedgehog (Shh) attracts spinal cord commissural axons ventrally toward the floorplate. We show that after crossing the floorplate, commissural axons switch their response to Shh from attraction to repulsion, so that they are repelled anteriorly by a posterior-high/anterior-low Shh gradient along the longitudinal axis. This switch is recapitulated in vitro with dissociated commissural neurons as they age, indicating that the switch is intrinsic and time dependent. 14-3-3 protein inhibition converted Shh-mediated repulsion of aged dissociated neurons to attraction and prevented the correct anterior turn of postcrossing commissural axons in vivo, an effect mediated through PKA. Conversely, overexpression of 14-3-3 proteins was sufficient to drive the switch from Shh-mediated attraction to repulsion both in vitro and in vivo. Therefore, we identify a 14-3-3 protein-dependent mechanism for a cell-intrinsic temporal switch in the polarity of axon turning responses.