科学家发现了阻碍神经生长的蛋白质

来源：news medical |校审：Kate Anderton | 2019-10-31 | 翻译：聚生物

在胚胎发育过程中，神经细胞形成细长的延伸部分，用来连接一个复杂的网络——大脑。位于波恩的德国神经退行性疾病中心(DZNE)的科学家们现在已经发现了一种通过拉刹车来调控这些扩展生长的蛋白质。从长远来看，他们的发现有助于开发治疗脊髓损伤的新方法。这项研究发表在《Current Biology》杂志上。

神经元以一个明确的方向传递电信号——它们被称为“极化”。每个神经元接收信号，并通过一个长的延伸，即所谓的轴突，将信号转发给下一个细胞在人类中，脊髓中的轴突可以变成超过一米长。脊髓损伤后是否有可能重新刺激这种令人印象深刻的生长潜能？

“要回答这个问题，我们首先需要更好地理解支持胚胎发育的分子过程。”DZNE波恩基地小组组长、本研究负责人弗兰克·布拉德克（Frank Bradke）教授说。

他和他的同事现在通过研究老鼠和培养细胞的神经元生长，离这个目标又近了一步。

一个通用的蛋白质

目前这项研究的中心是一种名为RhoA的蛋白质，它是分子间的“万事通”。RhoA与许多蛋白质伴侣相互作用，在多种细胞中具有不同的功能。然而，它在神经元中的确切功能尚未确定。“长期以来，人们认为RhoA可以确定神经元的极性，从而选择轴突形成的位置，”Bradke解释说。目前的研究表明，情况并非如此:RhoA与细胞极性和轴突规格关系不大。相反，RhoA只在轴突形成后起作用，并通过分子级联调节其扩展。这一发现可能对新疗法很重要。“因此，操纵RhoA信号通路应该只会影响神经纤维的生长，而不会干扰细胞的内部组织，”Bradke说。

调控细胞骨架

像其他细胞一样，神经元也有其骨架，为它们提供结构支持。Bradke和他的同事证明了RhoA激活了一个直接针对细胞骨架的分子信号通路。RhoA通过限制所谓的微管(轴突稳定所必需的细胞骨架构建块)进入轴突生长区域来抑制轴突伸长。“在胚胎发育过程中，这种生长制动可能是协调不同发育过程所必需的。对其分子基础的准确认识有助于促进损伤后脊髓再生的研究。为此，需要松开刹车，”该研究的主要作者、Bradke实验室的博士后Sebastian Dupraz博士说。“我们发现的分子级联直接影响轴突的细胞骨架，因此为治疗策略提供了一个良好的起点。”

在之前的一项研究中，Bradke的团队发现一组蛋白质——cofilin/ADF家族——对轴突的生长也起着重要作用。最终，RhoA和cofilin/ADF蛋白都作用于轴突的细胞骨架，尽管作用方式不同。这两种途径都可能成为未来治疗的潜在靶点。

Source:

DZNE - German Center for Neurodegenerative Diseases

Journal reference:

Dupraz, S., et al. (2019) RhoA Controls Axon Extension Independent of Specification in the Developing Brain. Current Biology. doi.org/10.1016/j.cub.2019.09.040.

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