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神经元连接关键分子
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11月20日，《Science》杂志上发表洛克菲勒大学研究人员Alexander Jaworski发表的文章，研究揭示了大脑引导神经元轴突跨越脊髓中线的分子机制。这项研究不仅解决轴突导向的一个基本问题，还有助于修复中枢神经系统的损伤，了了解轴突引路的重要线索。阐明神经元连接的形成，利于研发修复神经的新疗法。 之前的研究工作显示，神经元的Robo3受体是引导轴突跨越脊髓中线的关键。该受体通过促进Netrins(轴突吸引因子)活性和阻断Slits(轴突排斥因子)活性起作用。现在研究人员鉴定了引导轴突的新信号分子，并将其命名为“NELL2”。NELL2存在于发育中的脊髓，它与Robo3受体结合之后，神经元轴突就会绕道而行。这种蛋白相当于在轴突生长的路径上树立“禁止入内”的指示牌。 研究人员指出，表达Robo3受体使神经元根据以下规则延伸轴突：走向Netrin所在的地方，忽略Slit的排斥信号，绕开NELL2代表的禁区。 这项研究是在小鼠脊髓的模式系统中进行的。脊髓和大脑一样也分为左右两侧，跨越中线的轴突可以将两边桥接起来，这种连接是非常重要的。缺乏Robo3会造成一种罕见的人类疾病，患者的眼睛不能左右移动，Jaworski说。这种移动需要眼睛一边的肌肉收缩，另一边的肌肉放松。Robo3乏缺使患者没有跨越后脑中线的轴突，导致信号不能传递到另一边，结果眼睛两边的肌肉只能一起收缩。 下一步，研究人员希望明确NELL2是否也在大脑中起到类似的作用。人们一直希望在大脑损伤或退化后引导神经重新生长。然而，仅仅植入一些干细胞并使其分化为神经元可能远远不够。实现真正的神经修复，人们还需要提供基本神经发育所需的信号和指令，这项研究为此奠定了基础。 原文链接： 原文摘要： Axon pathfinding is orchestrated by numerous guidance cues, including Slits and their Robo receptors, but it remains unclear how information from multiple cues is integrated or filtered. Robo3, a Robo family member, allows commissural axons to reach and cross the spinal cord midline by antagonizing Robo1/2–mediated repulsion from midline-expressed Slits and potentiating deleted in colorectal cancer (DCC)–mediated midline attraction to Netrin-1, but without binding either Slits or Netrins. We identified a secreted Robo3 ligand, neural epidermal growth factor-like-like 2 (NELL2), which repels mouse commissural axons through Robo3 and helps steer them to the midline. These findings identify NELL2 as an axon guidance cue and establish Robo3 as a multifunctional regulator of pathfinding that simultaneously mediates NELL2 repulsion, inhibits Slit repulsion, and facilitates Netrin attraction to achieve a common guidance purpose. |
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