川大973首席科学家Cell子刊发表神经学新成果

　　

生物通报道  来自四川大学、约翰霍普金斯大学医学院的研究人员证实，发育和活性依赖性的LanCL1表达赋予了神经元存活必需的抗氧化能力。这一研究发现发表在8月25日的《发育细胞》（Developmental cell）杂志上。

四川大学“973”首席科学家肖波（Bo Xiao）教授和约翰霍普金斯大学的Paul F. Worley博士是这篇论文的共同通讯作者。肖波教授于2005年被四川大学“985”工程以学术带头人的身份引进回国，回国后主要致力于神经系统发育与疾病发病机制和治疗策略的研究。

发育神经系统的结构和功能可塑性受到神经元活性的调控。在这一过程中，神经元特别易受到氧化应激的损伤，因为神经元活动会提高氧气利用来生成能量，随之生成活性氧簇(ROS)。过多的ROS会导致对神经元中脂质、蛋白质和DNA的进行性氧化损伤，损害突触的功能，其与许多发育相关的神经退行性疾病，包括阿尔茨海默氏症和帕金森氏病有关联（延伸阅读：PNAS揭示唐氏综合征病因分子机制 ）。同时，神经元活动也会引发抗氧化防御来控制ROS水平。以往的研究揭示了一些转录因子和代谢酶在对抗神经元ROS防止氧化损伤中发挥了重要的作用。

羊毛硫氨酸合成酶C(lanthioninesynthase C,LanC)是一种原核生物合成酶,在细菌体内与合成包含羊毛硫氨酸的抗菌肽如已知的硫醚抗生素(lantibi-otics)有关。而羊毛硫氨酸合成酶C样蛋白1(LanCL1)为LanCL家族的一员,其首先是从人红细胞膜上分离获得，又被命名为P40。组织学和细胞学特异性表达模式分析表明，其主要在脑的各部分和睾丸组织中有高表达，而在各种上皮（肠隐窝细胞最为明显）以及免疫系统细胞中均有广泛的低表达。近年的研究证实，人类LanCL1蛋白可与锌离子和谷胱甘肽（GSH）结合，似乎在轴突生长中起调控作用。

在这篇文章中研究人员报告称，发现LanCL1明显富基于大脑神经元中。它的表达受到发育调控。神经元活动、与神经元可塑性和存活相关的一些神经营养因子和氧化应激可以诱导LanCL1表达。LanCL1是正常出生后发育过程中减轻神经元氧化应激的必要条件。

他们证实LanCL1基因缺失可导致大脑中ROS累积增多，发育相关的脂质、蛋白质和DNA损伤，线粒体功能障碍和凋亡相关神经退行性变。LanCL1转基因表达则可帮助神经元防止ROS损伤。研究人员证实从真核细胞纯化出的LanCL1蛋白像谷胱甘肽S-转移酶（Glutathione S-transferase，GST）一样催化了硫醚产物形成。

新研究揭示出了一种神经元特异性的谷胱甘肽抗氧化防御机制，其是神经元功能和存活的必要条件，而LanCL1蛋白是这一机制的一个重要组成部分。这些研究结果将推动我们更深入地了解突触生理学、应激反应，以及衰老过程和神经退行性疾病中神经元的选择性易损伤性。

（生物通：何嫱）

作者简介：

肖波

男，教授,博士生导师。“973”首席科学家.1993年获北京医科大学免疫学博士学位。1993-1997年在加拿大多伦多大学儿童医院做博士后主要研究造血干细胞分化调控的分子机制。1997-2005年在美国约翰•霍普金斯大学工作.2005年被四川大学“985”工程以学术带头人的身份引进回国。回国前在约翰•霍普金斯大学主要进行神经精神性疾病发病中起重要作用的基因功能研究，部分工作在Nature Neuroscience,Nature, Neuron等杂志上共发表论文6篇，被引用达2,000多次。回国后主要致力于神经系统发育与疾病发病机制和治疗策略的研究.。

生物通推荐原文摘要：

Developmental and Activity-Dependent Expression of LanCL1 Confers Antioxidant Activity Required for Neuronal Survival

Production of reactive oxygen species (ROS) increases with neuronal activity that accompanies synaptic development and function. Transcription-related factors and metabolic enzymes that are expressed in all tissues have been described to counteract neuronal ROS to prevent oxidative damage. Here, we describe the antioxidant gene LanCL1 that is prominently enriched in brain neurons. Its expression is developmentally regulated and induced by neuronal activity……