诺奖得主携手华人妻子Cell发表神经学重要发现

　　

生物通报道  2013年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位美国的科学家，以表彰他们发现细胞内部囊泡运输调控机制。其中最让我们关注的莫过于我们中国的女婿、斯坦福大学教授、美国科学院院士Thomas C. Südhof（延伸阅读：2013诺奖得主与他的华裔妻子 ）。

Südhof的妻子陈璐（Lu Chen）是江苏无锡人，早年毕业于中国科技大学，现在是斯坦福大学医学院神经科学副教授。陈璐的主要研究方向是了解发育与成熟大脑在行为过程中突触功能的细胞和分子机制，以及精神发育受阻过程中突触功能如何变化。这位华人才女不仅有着令人羡慕的婚姻，在生命科学领域同样取得杰出的成就曾荣获“麦克阿瑟天才奖”，是获得此奖项的第二位华人女科学家。

近日，Südhof领导斯坦福大学医学院的一个研究小组在《细胞》(Cell)杂志上发表文章，证实突触前细胞粘附分子β-Neurexins通过调控突触内源性大麻素信号控制了神经回路。Südhof的妻子陈璐是这篇文章的合著作者之一。

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突触细胞粘附分子在终生突触联接的建立及重建中起着至关重要的作用。Neurexins是一种进化上保守的突触前细胞粘附分子，参与了各种突触后配体包括神经连接蛋白(neuroligins ,NLs)、小脑肽（cerebellins）和LRRTMs的跨突触互作。 在哺乳动物中有三个基因编码neurexins，每个基因都包含有较长α- neurexins和较短β-neurexins的独立启动子。β-neurexins是α-neurexins的N端截短版。α-和较短的β-neurexin转录物在6个经典位点进行广泛地选择性剪接，生成了1,000多种不同的neurexin mRNAs。

尽管研究人员对neurexins开展了充分的研究，目前对于它们的基本功能仍然知之甚少。当前已鉴别出了一些结合α-和β-neurexins两者或只结合α-neurexins的配体，并证实组成性敲除α-neurexins可严重破坏神经递质释放，α-和β-neurexins与自闭症和精神分裂症等几种神经精神疾病有关。但对于α-neurexin功能仍认识有限，对于β-neurexins更是知之甚少。

在这篇Cell文章中研究人员称，为了明确阐明β-neurexins的功能，他们构建出了条件性敲除三个β-neurexins等位基因的突变小鼠。他们发现尽管β-neurexins的表达水平远低于α-neurexins，条件性敲除β-neurexins而继续表达α-neurexins可显著减少培养的皮质神经元兴奋性突触释放神经递质。令人惊讶地是，研究人员发现这种神经递质减少释放在部分程度上是由于内源性大麻素花生四烯酰甘油(2一Arachidonoylglycerol,2-AG)突触后合成增加促进了突触前CB1受体(CB1Rs) 紧张性(tonic)激活所致。

此外，他们发现海马下托（subiculum）椎体神经元之上的海马CA1椎体细胞突触受到内源性大麻素的差异性调控，删除β-neurexins可选择性破坏下托中受到内源性大麻素更强有力调控的突触的功能。行为研究显示在成体CA1区域敲除β-neurexin可以损害环境恐惧记忆，表明了这一回路特异性突触改变的重要性。

这些研究结果表明，突触前β-neurexins通过调控突触后花生四烯酰甘油的合成控制了兴奋性突触的突触强度，由此揭示了β-neurexins在内源性大麻素依赖性的神经回路调控一个意外的作用。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

β-Neurexins Control Neural Circuits by Regulating Synaptic Endocannabinoid Signaling

α- and β-neurexins are presynaptic cell-adhesion molecules implicated in autism and schizophrenia. We find that, although β-neurexins are expressed at much lower levels than α-neurexins, conditional knockout of β-neurexins with continued expression of α-neurexins dramatically decreased neurotransmitter release at excitatory synapses in cultured cortical neurons. The β-neurexin knockout phenotype was attenuated by CB1-receptor inhibition, which blocks presynaptic endocannabinoid signaling, or by 2-arachidonoylglycerol synthesis inhibition, which impairs postsynaptic endocannabinoid release. In synapses formed by CA1-region pyramidal neurons onto burst-firing subiculum neurons, presynaptic in vivo knockout of β-neurexins aggravated endocannabinoid-mediated inhibition of synaptic transmission and blocked LTP; presynaptic CB1-receptor antagonists or postsynaptic 2-arachidonoylglycerol synthesis inhibition again reversed this block. Moreover, conditional knockout of β-neurexins in CA1-region neurons impaired contextual fear memories. Thus, our data suggest that presynaptic β-neurexins control synaptic strength in excitatory synapses by regulating postsynaptic 2-arachidonoylglycerol synthesis, revealing an unexpected role for β-neurexins in the endocann
abinoid-dependent regulation of neural circuits.