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    Dev Cell:东南大学韩俊??翁庾榉⒈鞱eurexin调控L4神经元轴突导向分子机制研究成果

    摘要 : 2017年3月31日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Developmental Cell》杂志在线发表了东南大学生命科学研究院“发育与疾病相关基因”教育部重点实验室韩俊??翁庾樘馕狽eurexin Restricts Axonal Branching in Columns by Promoting Ephrin Clustering的研究工作

    亚美娱乐app www.yynm360.com 2017年3月31日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Developmental Cell》杂志在线发表了东南大学生命科学研究院“发育与疾病相关基因”教育部重点实验室韩俊??翁庾樘馕狽eurexin Restricts Axonal Branching in Columns by Promoting Ephrin Clustering的研究工作,研究通过对果蝇的研究发掘出了自闭症的基因密码。博士研究生刘丽娜和田垚博士为论文共同第一作者,韩俊海研究员为论文通讯作者。

    中枢神经系统和外周神经系统中的很多神经元往往以分层分束的形式进行排列。这种排列方式有助于对外界刺激信号的时间和空间信息进行高保真地传递。然而如何在狭小和紧密的空间内保持神经元成束排列的机制还不清楚。本研究以果蝇的视觉系统为模型,探索了细胞黏附分子Neurexin在限制L4神经元轴突分枝成束排列过程中的作用。研究首先揭示了L4神经元缺失Neurexin会削弱轴突导向分子Ephrin在细胞膜上的聚集,进而导致其轴突分枝异常投射到邻近的神经束中;研究接着阐明了Neurexin通过其胞内端与Ephrin相互结合并促进Ephrin在细胞膜上聚集的作用机制;研究最后还揭示了L4神经元下游的Tm2神经元表达的Neuroligin 4分子起始了L4神经元上的Neurexin分子的募集,随后促进了L4神经元中Ephrin的聚集;Ephrin与邻近L4神经元上的Eph分子协同作用限制了L4神经元轴突分枝的成束排列。该研究不仅揭示了Ephrin/Eph信号通路在神经元成束排列过程中的作用,而且阐明了Neurexin在神经元轴突导向和突触形成两个连续事件中的联系。

    自闭症是一种发育障碍类疾病,患者通常起病于3岁之前,生活基本不能自理,甚至需要持续一生的治疗。自闭症的病因非常复杂,到目前为止,人们还没有找到可以治愈自闭症的有效药物。

    果蝇的寿命为60—90天,其间一只雌果蝇能够产卵800多只。正因为拥有和人类相似的神经发育过程和极高的繁殖率,果蝇成为研究自闭症的重要实验样本。韩俊海说,果蝇虽然生长周期短,属于低等生物,但睡眠特性和人类非常相似,加上其神经结构比较简单,容易解剖观察,研究出果蝇的睡眠调控机制后,就可以推测出人的睡眠调控机制。

    韩俊海研究发现,自闭症重要致病分子Neurexin在神经元投射阶段就已经开始产生表达,而非此前国内外研究团队公认的在神经元联系过程中才开始作用。这一发现,成为研究自闭症的一个突破性进展,为把自闭症“扼杀”在源头提供了可能性。

     

    通过对果蝇神经结构的研究,他们不仅找到了一些调控睡眠的基因,还发现了一些促进睡眠的神经元和抑制睡眠的神经元。“这对进一步开发治疗睡眠障碍、嗜睡的药物提供了模型,使通过药物来解决人类的睡眠障碍困扰具有了可能性。”韩俊海说。

    原文链接:

    Neurexin Restricts Axonal Branching in Columns by Promoting Ephrin Clustering

    原文摘要:

    Columnar restriction of neurites is critical for forming nonoverlapping receptive fields and preserving spatial sensory information from the periphery in both vertebrate and invertebrate nervous systems, but the underlying molecular mechanisms remain largely unknown. Here, we demonstrate that Drosophila homolog of α-neurexin (DNrx) plays an essential role in columnar restriction during L4 axon branching. Depletion of DNrx from L4 neurons resulted in misprojection of L4 axonal branches into neighboring columns due to impaired ephrin clustering. The proper ephrin clustering requires its interaction with the intracellular region of DNrx. Furthermore, we find that Drosophila neuroligin 4 (DNlg4) in Tm2 neurons binds to DNrx and initiates DNrx clustering in L4 neurons, which subsequently induces ephrin clustering. Our study demonstrates that DNrx promotes ephrin clustering and reveals that ephrin/Eph signaling from adjacent L4 neurons restricts axonal branches of L4 neurons in columns.

    来源: Developmental Cell 浏览次数:59

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