发现一种影响大脑功能和焦虑的独特蛋白质复合物

　　

蒙特里萨大学及其附属的蒙特利尔临床研究所（IRCM）的科学家们发现了一种蛋白质复合物在脑细胞连接的结构组织和功能以及特定认知行为中的独特作用。

由IRCM突触发育和可塑性研究部门主任Hideto Takahashi领导的团队与约克大学的Steven Connor团队和日本德岛大学的Masanori Tachikawa团队合作完成的这项工作发表在《EMBO杂志》上。

虽然突触组织的缺陷与许多神经精神疾病有关，但对这种组织的机制知之甚少。研究人员相信，这项新研究的发现可以提供有价值的治疗见解。

UdeM分子生物学和神经科学医学副教授Takahashi说，这项研究有两个重要的目标要记住。Hideto Takahashi是IRCM突触发育和可塑性研究部门的负责人说：“一是揭示脑细胞通讯的新分子机制。另一个是开发一种新的独特的焦虑症动物模型，表现出恐慌症和广场恐怖症样的行为，这有助于我们开发新的治疗策略。”

理解机制

精神疾病，如焦虑症、自闭症和精神分裂症是加拿大和全世界主要的健康疾病。尽管这些疾病普遍存在，但由于大脑的复杂性，许多这些疾病的药物开发和治疗已被证明是非常具有挑战性的。因此，科学家们一直在努力了解导致认知障碍的潜在机制，以推进治疗策略。

两个脑细胞（神经元）之间的连接被称为突触，它对神经元信号传递和大脑功能至关重要。兴奋性突触的缺陷（刺激信号传递到目标神经元）和突触分子中的缺陷容易导致许多精神疾病。

Takahashi的团队之前在突触连接处发现了一种新的蛋白质复合物，叫做TrkC-PTPσ，它只存在于兴奋性突触中。编码TrkC （NTRK3）和PTPσ (PTPRS)的基因分别与焦虑障碍和自闭症有关。然而，这种复合物调节突触发育和促进认知功能的机制尚不清楚。

Takahashi实验室的博士生Husam Khaled在这项新研究中进行的工作表明，TrkC-PTPσ复合物通过调节许多突触蛋白的磷酸化（一种生化蛋白修饰）来调节兴奋性突触的结构和功能成熟，而这种复合物的破坏会导致小鼠的特定行为缺陷。

大脑的组成部分

神经元是大脑和神经系统的基石，负责发送和接收控制大脑和身体功能的信号。相邻的神经元通过突触进行交流，突触就像桥梁一样，允许信号在它们之间传递。

这个过程对于正常的大脑功能如学习、记忆和认知是必不可少的。突触或其组成部分的缺陷会破坏神经元之间的交流，导致各种脑部疾病。

通过培养具有特定基因突变的小鼠，破坏TrkC-PTPσ复合物，Takahashi的团队发现了该复合物的独特功能。他们证明了这种复合物调节了许多与突触结构和组织有关的蛋白质的磷酸化。

突变小鼠大脑的高分辨率成像显示突触组织异常，对其信号传导特性的进一步研究表明，具有信号传递缺陷的非活性突触增加。通过观察突变小鼠的行为，科学家们发现它们表现出了更高水平的焦虑，尤其是在不熟悉的环境中更强的回避，以及社交行为受损。

The TrkC-PTPσ complex governs synapse maturation and anxiogenic avoidance via synaptic protein phosphorylation