Panx1a 调节发育中斑马鱼大脑的代谢应激信号传导和突触组成

《Cell and Tissue Research》：Panx1a modulates metabolic stress signaling and synaptic composition in the developing zebrafish brain

在发育中的斑马鱼脑神经回路稳定中，Panx1a作为ATP释放通道，协调代谢与突触过程，其缺失加剧氧化应激诱导的ATP减少、AMPK-mTORC1通路激活、自噬和凋亡，导致突触基因表达受损及神经细胞死亡，电生理显示其维持局部场电位协调和相位-振幅耦合，异常振荡和适应能力下降，揭示其在脆弱发育窗口的代谢-突触界面调控作用，提示其缺失与神经发育疾病机制相关。

　　

摘要

潘克辛1a（Panx1a）是一种神经元ATP释放通道，其在神经发育中的作用日益受到重视，但其在代谢应激条件下对突触稳态的贡献仍不明确。我们证明了Panx1a在发育中的斑马鱼大脑中协调突触和代谢过程，以维持神经回路的稳定性。通过使用遗传学上的Panx1a敲除模型以及通过MPTP诱导氧化应激的方法，我们发现Panx1a的缺失会加剧代谢紊乱，减少细胞外ATP的可用性，并触发AMPK–mTORC1信号通路、自噬和凋亡的转录激活。这些分子变化与突触基因表达受损及神经元细胞死亡增加相吻合，尤其是在顶盖（tectum）和苍白球（pallium）区域。电生理记录进一步表明，Panx1a可能起到调节局部场电位一致性及相位-幅度耦合的作用；敲除Panx1a的幼鱼表现出异常的振荡活动以及网络适应能力下降。我们的研究结果将Panx1a确定为在神经发育关键窗口期内代谢与突触之间的调控因子，并提示其缺失可能参与神经发育障碍的病理生理机制。