Nat Neurosci：神经细胞的保护因子

　　

生物通报道  来自英国布里斯托尔大学的神经学家们在研究中发现了一个在心力衰竭或癫痫发作过程中激活保护神经细胞免受损伤的关键蛋白，并证实其调控了大脑神经细胞间的信息传递。这一研究发现在线发布在4月22日的《自然神经科学》（Nature Neuroscience）杂志上，有可能推动开发出中风和癫痫的治疗新策略。

布里斯托尔大学医学院的Jeremy Henley教授和Jack Mellor博士为该研究小组的共同负责人。在这篇文章中，研究人员证实一种称为SUMO的蛋白对减少或增强大脑神经细胞保护机制的化学过程起重要调控作用。

这些关键的SUMO蛋白通过对大脑活动水平生成精细的反应而调控了红藻氨酸受体(Kainate receptor, KAR)传输的信号量。红藻氨酸受体对神经细胞间的沟通起重要作用，受体激活可导致癫痫发作和神经细胞死亡。

在磷酸化作用、泛素化作用和SUMO修饰等独立或相关过程中蛋白质结构的改变对蛋白质功能起重要的调控作用。在这篇文章中，研究人员证实红藻氨酸受体磷酸化可促进自身的活性。但同时磷酸化作用也推动了红藻氨酸受体的SUMO修饰降低它们的活性。因此在调控红藻氨酸受体功能的磷酸化作用和SUMO修饰之间存在一种动态而微妙的相互作用

磷酸化作用和SUMO修饰之间的良好平衡依赖于大脑的活动水平，当中风或癫痫过程中发生破坏性活动，就会促进SUMO修饰，因此抑制红藻氨酸受体功能保护神经细胞。

Mellor博士说：“红藻氨酸受体是有些神秘但显然又非常重要的一组蛋白，已知与包括癫痫在内的大量疾病有关。然而，目前我们对于这一受体重要性的机制却仍知之甚少。这些研究发现为我们提供了SUMO和红藻氨酸受体之间的联系，增进了我们对于神经细胞保护自身免于过度和不正常活动机制的理解。”

Henley教授补充说：“这项工作具有重要的意义，因为它为我们提供了新视角，更深入地了解了大脑细胞间信息传递是如何调控的。研究小组发现通过提高结合红藻氨酸受体的SUMO的量，抑制细胞间的沟通，有可能成为预防大脑神经细胞过度兴奋治疗癫痫的一条途径。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要:

SUMOylation and phosphorylation of GluK2 regulate kainate receptor trafficking and synaptic plasticity

Phosphorylation or SUMOylation of the kainate receptor (KAR) subunit GluK2 have both individually been shown to regulate KAR surface expression. However, it is unknown whether phosphorylation and SUMOylation of GluK2 are important for activity-dependent KAR synaptic plasticity. We found that protein kinase C–mediated phosphorylation of GluK2 at serine 868 promotes GluK2 SUMOylation at lysine 886 and that both of these events are necessary for the internalization of GluK2-containing KARs that occurs during long-term depression of KAR-mediated synaptic transmission at rat hippocampal mossy fiber synapses. Conversely, phosphorylation of GluK2 at serine 868 in the absence of SUMOylation led to an increase in KAR surface expression by facilitating receptor recycling between endosomal compartments and the plasma membrane. Our results suggest a role for the dynamic control of synaptic SUMOylation in the regulation of KAR synaptic transmission and plasticity.