梅林教授：神经肌细胞的逆行“交谈”

梅林教授在最近的《Nature Neuroscience》发表文章称，利用基因敲除技术研究小鼠缺失β-连环蛋白后的后果，结果证实，神经肌细胞连结的运动神经元末端出现形态和功能的异常；而在运动神经元敲除β-连环蛋白的基因，神经肌细胞连结的形态和功能都正常。这表明，肌细胞能够通过β-连环蛋白的信号通路逆行调节神经细胞的分化和功能。这一发现对治疗肌肉萎缩症和肌萎缩侧索硬化症等有重要的意义。

　　

生物通报道：维吉尼亚大学的著名神经生物学梅林教授领导的研究小组，在2月17日的《Nature Neuroscience》上公布最新的研究成果：神经突触后的细胞，可以通过β-连环蛋白（β-catenin）信号通路与突触前的细胞进行逆行的“交谈”。

 

神经细胞能够指挥其它细胞去做事，这是一个人人皆知的科学常识。顺行的通信很容易理解：神经细胞释放出因子，指导突触后的细胞分化。但是反过来，突触后的靶细胞能不能逆行调节突触前细胞的分化和功能呢？答案是肯定的。梅林教授利用基因敲除技术研究小鼠缺失β-连环蛋白后的后果，结果证实，如同任何良好的关系一样，突触前后的细胞存在互动的“交谈”。

 

研究人员在肌细胞敲除了β-连环蛋白之后发现，神经肌细胞连结的运动神经元末端出现形态和功能的异常。没有了肌肉β-连环蛋白，乙酰胆碱受体簇的体积变大，分布范围更广；初级神经分支发生错位；次级神经分支肌细胞内神经分支则伸得更长，但数量减少；神经肌细胞连结中自发或激发的神经传递介质数量都减少；此外肌肉的短期可塑性和对钙离子的敏感性也降低了。研究人员还发现，仅仅在运动神经元打断β-连环蛋白的表达，神经肌细胞连结的形态和功能都正常。

 

综合以上的结果，可以推断出肌肉β-连环蛋白对突触前的细胞分化和功能有影响，从而鉴定出一条突触形成和维持突触可塑性的逆行信号通路。

 

梅林教授相信，β-连环蛋白要么处于逆行信号通路的下游，要么直接调节这个信号通路。为了确定具体的信号，梅林的研究小组将敲除β-连环蛋白小鼠的基因表达模式与正常小鼠的比较，看看有哪些基因出现上调和下调。这些基因可能是受β-连环蛋白的调控，是这个逆行信号的组成部分。梅林教授幽默地说，等我们鉴定出这些基因，恐怕我都退休了。

 

梅林教授认为，这一发现理论上非常重要，它支持了逆行通信的假说。实际应用也非常重要，因为运动神经元的存活和分化问题是引发许多神经肌细胞的原因，包括肌肉萎缩症和肌萎缩侧索硬化症等。（生物通，揭鹰）

 

原始论文：

Xiao-Ming Li et al.  Retrograde regulation of motoneuron differentiation by muscle -catenin. Nature Neuroscience Published online: 17 February 2008 | doi:10.1038/nn2053