张明杰院士研究组：重构神经突触的关键组件

　　

——揭示其形成及调节机制 为精神障碍的诊断及早期治疗带来希望

生物通报道：来自香港科技大学(科大)生命科学部嘉里理学教授张明杰领导的硏究团队最近通过一种全新的生物化学重构方法，揭示突触后致密区(PSD)的蛋白质在处理及传递大脑神经讯号时的调控机制，或能为今后自闭症、精神分裂症等精神障碍的早期诊断及治疗提供帮助。

突触是促成神经细胞之间讯号传递的基本结构，对于神经细胞的功能至关重要。突触的形成及对不同刺激的正确反应是大脑行使其正常功能的基础。但目前科学界对突触的形成及调控机制所知甚少，这是因为大脑中虽然有海量的突触，却很难找到两个完全相同的突触—意味着没有重复出现的突触结构可供科学硏究。

在最近发表的该项硏究中，科大的研究团队于体外系统中(在溶液中及在双层膜结构上)成功重构出关键的神经突触组件—突触后致密区蛋白结构。该人工重构的组件重现了神经元突触后致密区的典型结构和功能特征。在此基础上，科大科硏人员揭示了突触后致密区蛋白质分子之间高度动态的相互作用。其硏究结果显示，神经细胞中高度致密的突触后致密区或能通过蛋白质分子的自发组装而形成，并能在维持稳定结构的同时进行高度动态的分子交换。

此学术硏究文章的共同作者、张明杰教授硏究团队的博士后硏究员曾梦龙博士表示：“突触后致密区对神经细胞的功能至关重要。我们的生化重构方法建立了一个全新的分子平台，为了解神经细胞以突触为单位的区室化运作机制提供了可能的答案。”

张教授补充：“从此项生化重构硏究中所获得的信息，再结合基于神经细胞的实验，将为我们了解突触后致密区的蛋白质在突触形成及运作中所扮演的角色带来重要帮助。虽然这个重构的组件较真实的神经突触仍相对简单，但这种生化成分清晰并便于操纵的硏究系统将为科学界提供一个有用的平台以及全新的范例，将会有力地推动对兴奋性神经突触的形成及调节机制的硏究，也将有助于阐明一系列因突触蛋白编码基因突变引起的脑疾病的病理机制，最终或可以帮助精神障碍的早期诊断及治疗。”

这一硏究的成果是张教授硏究团队一系列基础脑神经科学硏究中的最新发现，其前期相关工作已于2016年8月25日发表在顶级科学期刊《细胞》中。是次工作是继2016年成果后的又一重大突破，已发表于2018年8月2日出版的《细胞》期刊中。是项硏究获得科大物理学系主任童彭尔教授的研究团队的协助，测定突触后致密区蛋白结构于浓缩相中的物料性质。

作者简介：

张明杰

博士，教授，博士生导师，中科院院士，深圳北京大学香港科技大学医学中心副主任，生物医学研究所所长。

1988年毕业于复旦大学化学系，获学士学位，1994年于加拿大Calgary大学获生物化学博士学位。1994－1995于加拿大安大略癌症研究所从事博士后研究。1995年起受聘于香港科技大学生物化学系。现为香港科技大学嘉里理学教授，高等研究院高级研究员，分子神经科学国家重点实验室副主任。2004年起任深圳北京大学香港科技大学医学中心副主任，研究所所长。主要研究领域侧重于两个方向：支架蛋白构建神经信号传导复合体的生物化学和结构学基础；神经细胞极性产生及维持的机制研究。获得国家自然科学基金海外杰出青年基金（2002）、裘槎优秀科研者奖（2003）、国家自然科学奖二等奖（第一完成人，2006）、何梁何利基金科技进步奖（2011）等奖项多个奖项。

原文标题：

Reconstituted Postsynaptic Density as a Molecular Platform for Understanding Synapse Formation and Plasticity

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30850-X

有关香港科技大学
 香港科技大学（www.ust.hk）是国际知名的研究型大学，其科学、工程、商业管理及人文社会科学领域，均臻达世界一流水平。科大校园国际化，提供全人教育及跨学科研究，培育具国际视野、创业精神及创新思维的优秀人才。科大的研究于香港的大学教育资助委员会「2014研究评审工作」获得最多「世界领先」评级，亦于最新的《泰晤士高等教育全球年轻大学排名榜2018》中排行第一，而科大的毕业生在2017年度的全球大学就业能力调查排名第12位，位列大中华院校之首。