山东大学泰山学者JBC发表神经学研究新成果

　　

生物通报道  来自山东大学医学院的研究人员证实，神经营养因子家族成员脑源神经营养因子（ brain derived neurotrophic factor, BDNF）诱导线粒体运动阻滞和突触前停靠，促进了突触传递。这一研究结果发表在《生物化学杂志》（JBC）上。

领导这一研究的是山东大学医学院教授、山东省首批“泰山学者”特聘教授陈哲宇(Zhe-Yu Chen)。其长期致力于神经营养因子与神经精神疾病关系的研究，从分子细胞水平到整体动物水平寻找抑郁症等精神疾病发生的基因及环境因素，并探讨可能的干预措施。相关科研成果在《science》、《The Journal of Neuroscience》等国际知名杂志上发表。

线粒体是真核细胞中十分重要的细胞器，它密切影响着细胞能量的供应、钙离子浓度的稳定以及细胞凋亡等过程。因此，线粒体恰当的分布关乎细胞的功能和生存，这就涉及到线粒体的运动和固定。在极化细胞（如神经细胞和出芽的芽殖酵母）中，线粒体的运动与固定之间的平衡就显得更为重要。

神经细胞是一种高度极化的细胞，对线粒体的运动十分敏感，线粒体在神经细胞内的分布则与细胞能量状态和新陈代谢需求相一致。在神经细胞中，沿着神经突适当的线粒体运输与分布与调节突触可塑性，例如突触前神经递质释放、突触后离子通道运输及树突棘成熟等密切相关。这就需要特殊的机制来调控线粒体的运动及其在某些特殊位点的固定。

BDNF是调控高等动物中枢神经系统发育与稳态的重要信号分子，通过结合神经元细胞膜表面受体TrkB调节神经元的发育、分化、功能维持以及对学习和记忆至关重要的活动依赖性突触可塑性等各种各样的神经功能。近年来有研究发现除了调控突触可塑性，BDNF还可以刺激大脑线粒体新陈代谢。但目前对于BDNF调控线粒体功能的机制还不是很清楚。尤其是尚不清楚在神经细胞中BDNF是否能够调控线粒体运输和分布。

在这篇文章中研究人员发现，给予培养海马神经元BDNF ，15分钟后轴突中的移动线粒体比例下降，这一过程依赖于TrkB受体以及它下游的PI3K和PLCγ信号通路激活。并且， TRPC3和TRPC6通道激活及细胞内Ca2+水平提高，也是BDNF诱导的线粒体运动停滞的必要条件。Ca2+传感器Miro1在这一过程中发挥重要的作用。他们证实，BDNF诱导的线粒体运动停滞导致了更多的线粒体在突触前位点累积和神经传递。而突变Miro1使其丧失结合Ca2+的能力，则可阻止BDNF诱导的线粒体突触前累积及突触传递。这些研究结果表明，线粒体运动和分布在BDNF介导轴突传递中发挥了至关重要的作用。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF)-Induced Mitochondrial Motility Arrest and Presynaptic Docking Contribute to BDNF-Enhanced Synaptic Transmission

Appropriate mitochondrial transport and distribution are essential for neurons because of the high energy and Ca2+ buffering requirements at synapses. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) plays an essential role in regulating synaptic transmission and plasticity. However, whether and how BDNF can regulate mitochondrial transport and distribution is still unclear. Here, we find that in cultured hippocampal neurons, application of BDNF for 15 min decreased the percentage of moving mitochondria in axons……

作者简介：

陈哲宇

1990年9月参加工作，2000年6月获医学博士学位，现为山东大学医学院教授，博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，山东省首批“泰山学者”特聘教授，神经生物学研究所所长、山东省精神疾病基础与临床重点实验室主任。

主要经历
曾任第二军医大学学员、神经生物学教研室讲师，美国匹兹堡大学医学院神经生物系博士后，美国康乃尔大学医学院博士后、讲师、助理教授。陈哲宇教授长期致力于神经营养因子与神经精神疾病关系的研究，从分子细胞水平到整体动物水平寻找抑郁症等精神疾病发生的基因及环境因素，并探讨可能的干预措施。陈哲宇教授已承担国家杰出青年科学基金、自然科学基金、高等学校科技创新工程培育项目等多项科研项目，相关科研成果在《科学》、《神经科学杂志》等国际知名杂志上发表，总计达30余篇，合计影响因子100多分，并被引用300余次。
2012年8月任山东大学齐鲁医学部常务副部长。

荣誉
全国百篇优秀博士学位论文奖
军队科技进步二等奖
上海市青年科技启明星
NARSAD Young Investigator Award
教育部新世纪优秀人才
山东省十一届“青年五四奖章标兵”
山东省“泰山学者”特聘教授
2009年度“****”特聘教授