MIT鉴定出脑功能关键蛋白

　　

生物通报道：美国麻省理工学院的研究人员确定出了一个对正常大脑功能至关重要的交流网络形成非常关键的蛋白质家族。这项研究的结果分两部分刊登在11月11的《神经元》杂志和11月18日的《自然·细胞生物学》杂志的网络版上。

 

这个由Frank Gertler教授领导的研究组发现，一个特殊的蛋白质家族是指导轴突和树突形成所必须的。轴突和树突都是方便神经元间交流的细胞延伸物。

 

这项研究主要对细胞外延物——神经突(轴突和树突的前体)了解神经突如何形成最终将有助于找到可刺激神经突生长的疗法。研究人员构建出首个能够用于研究这个叫做Ena/VASP蛋白家族功能的模型。

 

大脑皮层中的大部分神经元都由一个单独的长轴突（将信息传递给其他细胞）和多个较短的树突（接收来自其他细胞的信息）。这些轴突和树突的相互连接是形成一个功能神经元环路的关键。

 

在这项新的研究中，研究人员发现没有三种Ena/VASP蛋白的小鼠虽然能制造脑细胞，但是那些神经元却不能延伸出任何轴突或树突。

 

已经知道Ena/VASP蛋白与轴突的导航（延伸方向的确定）有关，但是研究人员惊讶地发现它们还对神经突的形成至关重要。

 

Ena/VASP蛋白定位在神经突丝（丝状伪足）的顶端。这些指令告诉细胞是否继续延伸丝状伪足或停止生长。没有Ena/VASP蛋白，神经突就不能形成，因此神经元间也不能形成连接。

 

研究人员认为，Ena/VASP蛋白通过调节肌动蛋白丝与细胞中微管的相互作用来控制丝状伪足的生长。一个推理就是微管可能通过肌动蛋白丝来传递物质或信号给丝状伪足。（生物通雪花）

 

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超越经典的第二个神经元信号传递机制

 

通常认为，年轻的大脑环路是具有很大的弹性的，但最终在成年期变固定。在11月8日的《神经元》杂志上，来自美国约翰·霍普金斯的研究人员报告说，成年神经元并没有像我们推测的那样牢牢固定在某个地方。

 

由David Linden教授领导的研究组利用一种成为“双光子显微镜”的新技术观察了完整大脑中活神经元的工作。研究人员将荧光染料注射到小鼠大脑中，以“照亮”神经元亚群，然后通过一种在活小鼠的头骨中构建的“窗户”来观察这些神经元。

 

他们分析了利用延伸的纤维（轴突）给小脑发送信号的神经元，而小脑有助于协调运动和感觉信息。轴突就好像不断生长的树一样，有主干和一些小的侧枝。但是，尽管主干紧紧的与小脑中其他靶标神经元联结（成熟神经元通常被认为处于这种“静止”状态），但“侧枝”像风筝一样在风中摇摆。在几个小时的观测过程中，单个侧枝可以高动态模式拉长、缩回和变形。

 

这些侧枝还不能与临近的神经元产生常规的联系，如突触。而且，当使用一种能在轴突中产生强烈电流的药物时，侧枝的这种运动就会停止。

 

Linden表示，接下来要解决的问题就是为什么大脑需要这种活泼的、非连接性的枝条。他认为，他们可能发现了在神经发生过程中不依靠突触进行信息传递的第二个机制。能够获得活脑中突触实时运动画面的能力为研究人员提供了一种分析轴突再生的强大工具。