综述:轴突导向蛋白对神经元迁移调控的新见解

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Current Opinion in Neurobiology 4.8

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  这篇综述聚焦轴突导向蛋白对神经元迁移的调控。阐述其在促细胞迁移、作终止信号等方面作用,以促性腺激素释放激素(GnRH)系统、大脑皮层等为例展开,还探讨 Netrin-1 多功能性,为相关神经疾病研究提供重要参考。

  

引言


神经系统发育时,神经干细胞产生的神经元会迁移并形成神经回路。神经元定位和回路发育异常会引发精神和神经疾病。“轴突导向蛋白” 对神经元迁移有重要作用,本综述将阐述其对神经元迁移的调控进展。

直接和间接调节 GnRH 神经元迁移


先天性性腺功能减退症(HH)由 GnRH 释放不足导致,患者存在轴突导向基因的突变。研究发现,敲除小鼠的Nrp1Nrp2Sema3aPlxna1Plxna3等基因,会导致 GnRH 神经元迁移异常;DccNTN1突变也会影响 GnRH 神经元迁移和定位;SlitROBO信号通路在 GnRH 神经元迁移中的作用还不完全清楚。此外,SEMA6A突变虽不影响神经元迁移,但会影响 GnRH 轴突的延伸和血管化。这些结果表明,轴突导向信号在 GnRH 系统发育中作用多样,影响神经元迁移的机制包括直接作用于神经元或间接影响轴突支架形成。

Netrin-1:神经元定位中的多功能信号


Netrin-1 在神经元迁移研究中备受关注。在发育中的后脑,它能限制脑桥神经元迁移,对中脑多巴胺(DA)神经元、脚间核(IPN)神经元等的迁移也至关重要。而且,不同 GABA 能神经元群体利用不同来源的 Netrin-1 和受体迁移到合适区域。目前,关于神经元如何解读 Netrin-1 信号还不清楚,但研究发现低 Netrin-1 条件下,小鼠皮层神经元以 TRIM9 依赖的方式插入 DCC 膜,高 Netrin-1 时则倾向表达 UNC5 膜;肝素硫酸(HS)蛋白聚糖也参与调节 Netrin-1 与受体的相互作用。

皮质锥体细胞迁移的创新机制


皮质锥体细胞从背侧脑室区(VZ)的放射状胶质细胞(RGCs)和中间前体产生,径向迁移至皮层各层。研究发现,SEMA3B 和 SEMA3F 分别与 NRP2 和 NRP1 受体结合形成复合物,影响 RGCs 产生中间前体和神经元;Netrin-1 能缓解 RGM-Neogenin 信号的排斥作用,促进神经元进入皮质板(CP),还能诱导 DAB1 激活,促进神经元极化和迁移。

此外,转录因子 SATB2 上调许多轴突导向基因的表达,如Sema7a,其与 SEMA4D 结合启动反向信号,控制皮层神经元分层;Plxnd1Epha7Ephb6等也参与调节神经元定位和迁移。最后,神经元脱离 RGC 纤维的机制还不明确,SEMA6A-Plexin-A 信号可能在此过程中起作用,且 RGC 纤维的组织和分支对神经元迁移也很重要。

结论


神经元迁移复杂且具有细胞类型和区域特异性,经典轴突导向蛋白是神经元迁移的关键调节因子,但它们对迁移神经元的影响还需进一步研究。轴突导向蛋白不仅能直接影响神经元迁移,还能通过影响轴突通路间接发挥作用。未来需研究这些信号如何在时空上调节,以及神经元如何响应不同来源的轴突导向蛋白。此外,神经元脱离 RGC 纤维等事件的研究还很薄弱,开发创新模型有助于理解轴突导向蛋白缺陷和神经元迁移异常与疾病的关系及治疗方法。同时,轴突导向蛋白信号通路间存在串扰,蛋白聚糖网络也参与调节信号微环境,研究这些机制有助于深入了解神经元迁移和相关疾病。

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