中科院JBC文章发表神经学研究新成果

　　

生物通报道  来自中科院上海生命科学研究院、中国科学院大学的研究人员在神经生物学研究中获得新发现，证实神经活动调控Somatostatin表达，通过突触后生长抑素受体4（Somatostatin Receptor 4）减少了树突棘密度，降低了兴奋性突触传递。相关论文发表在国际期刊《生物化学杂志》（JBC）上。

论文的通讯作者是中科院上海生命科学研究院研究员于翔（Xiang Yu），其主要研究方向是结合分子生物学、生物化学、形态学、免疫组织化学、电生理学与行为学等手段，研究遗传与环境因素调节树突发育的分子机制，及树突形态异常对神经环路形成的影响。

神经元活动对于神经环路的正常形成至关重要。神经活动借助于各种各样的机制来调控神经环路的形成，其中一个重要的机制就是调控小分泌蛋白的表达，由此来影响大量的细胞。研究证实神经活动可通过诱导脑源性神经营养因子（BDNF）和神经活动调节穿透素 (neuronal activity-regulated pentraxin, narp)等分泌信号分子表达，从而调控神经元功能的多个方面，包括轴突和树突棘（dendritic arbor）的形成，以及突触传递可塑性。尽管研究人员对于投射谷氨酸能神经元（projecting glutamatergic neuron）表达的一些分泌因子的功能已有所了解，然而对于中间神经元分泌的一些神经活动诱导因子的效应却仍然知之甚少。由于相对投射神经元，中间神经元的数量较少，研究人员猜想中间神经元有可能是通过分泌这些分子，来实现与附近大量投射神经元的沟通。

在这篇文章中，研究人员通过筛查神经活动诱导的基因，鉴别出一种称作somatostatin (SST)的神经肽，其是由SST亚型中间神经元分泌。利用实时定量PCR和ELISA，研究人员证实在相对延长的48小时内，持久的神经元活动可以提高SST基因表达和蛋白质分泌。用SST处理原代海马神经元培养物，研究人员发现可显著降低树突棘的密度。此外，兴奋性突触的突触前及突触后标记物在SST处理后均显著减少，而抑制性突触则不受影响。

与此相一致，SST处理抑制了微小兴奋性突触后电流(mEPSCs)的频率。当研究人员在海马锥体神经元（pyramidal neuron）中降低内源性的SSTR4（SST receptor subtype 4）的水平，发现其以一种细胞自主方式阻断了SST的效应，这表明SST调控兴奋性突触传递的效应主要由SSTR4介导。

新研究结果证实了神经活动诱导SST释放，借助锥体细胞中SSTR4突触后激活，减少了树突棘的密度和兴奋性突触的数量。这是第一次证实SST对于神经元形态具有长期效应。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Activity-regulated Somatostatin Expression Reduces Dendritic Spine Density and Lowers Excitatory Synaptic Transmission via Post-synaptic Somatostatin Receptor 4

Neuronal activity regulates multiple aspects of the morphological and functional development of neural circuits. One mechanism by which it achieves this is through regulation of gene expression. In a screen for activity-induced genes, we identified somatostatin (SST), a neuropeptide secreted by the SST-subtype of interneurons. Using real-time quantitative PCR and ELISA, we showed that persistent elevation of neuronal activity increased both the gene expression and protein secretion of SST, over a relatively prolonged time course of 48 h. Using primary hippocampal neuronal cultures, we found that SST treatment for one day significantly reduced the density of dendritic spines, the morphological bases of excitatory synapses……

作者简介：

于翔

1992年10月—1995年6月，英国剑桥大学三一学院,生物化学专业,学士 (B.A. Cantab) 1995年10月—1999年6月英国剑桥大学,医学研究理事会分子生物学实验室 (MRC Laboratory of Molecular Biology),分子生物学专业,理学博士 1999.9 — 2002.8 美国斯坦福大学医学研究中心，博士后 2002.8 — 2005.4 美国斯坦福大学医学研究中心，研究助理美国加利福尼亚大学伯克利分校神经生物学专业博士后 2004.8－至今 中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所神经生物学专业，研究组长