以前未知的功能：Noelin蛋白在哺乳动物大脑的学习能力中心

德国-美国研究团队揭示了Noelin蛋白对神经细胞可塑性的根本重要性。对天然ampa型谷氨酸受体分子结构的分析结果。Noelin缺乏长期对神经元的形态和功能产生负面影响

　　

由德国弗莱堡大学医学院Bernd Fakler教授领导的德美研究小组证明了Noelin1-3蛋白对哺乳动物大脑学习和记忆形成的主要影响。这项详细研究的结果最近由出版商细胞出版社发表在《神经元》杂志上。主要作者是弗莱堡生理学研究所的Sami Boudkkazi博士和Jochen Schwenk博士，以及美国马里兰州贝塞斯达国立卫生研究院的Naoki Nakaya博士。

更好地了解大脑

AMPA受体是大脑兴奋性突触中的主要神经递质受体，其组装和功能至少需要40种蛋白质。在过去的十年里，Fakler的研究小组已经阐明了大多数这些构建模块的功能意义;然而，一些构建模块的功能仍然没有得到解决。这些未知的蛋白质包括Noelins1-3，这是一个在所有脊椎动物中高度保守的分泌蛋白家族。

“我们已经研究了Noelin1-3蛋白靶向缺失小鼠大脑中的AMPA受体。这些基因突变动物是由美国马里兰州贝塞斯达国立卫生研究院的Stanislav Tomarev博士领导的美国合作伙伴培育的，”研究负责人Fakler说。他总结了主要结果如下:“我们发现Noelins作为四聚体组装，将AMPA受体连接到多种锚蛋白上，包括neurexin1或neuritin1，从而稳定了细胞膜中的受体。Noelins1-3负责建立神经细胞活动依赖的突触可塑性:它们作为‘通用锚’，控制大脑中AMPAR受体的分布和动态。”

这些结果不仅支持了在没有诺埃林突触的情况下突触很难进行学习的结论。此外，从长期来看，这些分泌蛋白的缺失对神经元的功能和形态都有深远的负面影响。“我们的研究表明，神经元的复杂性降低了，一些功能不再可能实现。这些变化对大脑高级功能的影响还有待观察，”Fakler说。

其他学科基础研究的基础性发现

Fakler说，这项国际研究的成果可能并不完全适用于人类大脑。“然而，我们假设啮齿类动物和人类之间的AMPA受体几乎相同。因此，我乐观地认为，我们关于Noelin在啮齿动物大脑中的作用的发现可能会为人类的基础研究做出贡献。”此外，其他学科的科学家可以利用我们的结果来解释观察到的神经元之间不同程度的可塑性，或者得出神经网络运行及其信息处理的结论。

• 原始出版物:Sami Boudkkazi, Jochen Schwenk, Naoki Nakaya, Aline Brechet, Astrid Kollewe, Harumi Harada, Wolfgang Bildl, Akos Kulik, Lijin Dong, Afia Sultana, Gerd Zolles, Uwe Schulte, Stanislav Tomarev, Bernd Fakler。一个由noelin组织的细胞外蛋白网络需要构成和上下文依赖的ampa受体锚定，In: Neuron(2023)。https://doi.org./10.1016/j.neuron.2023.07.013

• Bernd Fakler博士教授是弗莱堡大学医学院生理学研究所所长，也是CIBSS卓越集群-综合生物信号研究中心的区域协调员。主要研究方向为细胞膜快速信号转导的分子组织和功能、膜蛋白复合物的蛋白质组学分析、离子通道和g蛋白偶联受体的结构-功能分析。网址:www.cibss.uni-freiburg.de/de/ueber-cibss/forschende/translate-to-deutsch-person-details/prof-dr-bernd-fakler和www.med.uni-freiburg.de/de/fakultaet/profs/fakler

• 这项研究兴奋性神经传递的分子分析是在项目中开发的吗哺乳动物脑神经元质膜中ampa受体复合物组装与功能的分子分析项目编号439189341，由德国研究基金会(DFG)资助。
  

文章标题

A Noelin-organized extracellular network of proteins required for constitutive and context-dependent anchoring of AMPA-receptors