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研究发现G蛋白耦联受体在果蝇血脑屏障形成过程中的关键作用

本期Cell杂志有两篇文章登上了下载榜(9月17日-10月17日),其中一篇来自著名的洛克菲勒大学神经遗传发育学实验室,研究人员发现了G蛋白耦联受体(GPCRs)通路在果蝇血脑屏障形成过程中的关键作用,为进一步理解血脑屏障的形成机制和GPCR信号传导途径提供了重要基础。

血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)是血液与脑组织之间的一种选择性屏障,能够阻止某些物质从血液进入脑组织,从而维持脑内环境的高度稳定,保护中枢神经系统免受微生物、毒素等异物的侵害。然而,这一屏障在治疗脑部疾病时也构成了巨大障碍,因此血脑屏障的研究一直备受关注。

GPCRs是参与信号转导的最大细胞表面分子家族,调控多种复杂的细胞内信号通路,如cAMP/PKA通路、Ca2+/PKC通路、Ca2+/NFAT通路、PLC通路、酪氨酸蛋白激酶通路、Rho通路、NF-κB通路和Jak/Stat通路。这些受体可被多种配体激活,包括肽类和非肽类神经递质、激素、生长因子、气味分子和光。目前市场上超过50%的药物靶向这些受体。

尽管GPCRs功能广泛,涉及血脑屏障,但血脑屏障的形成发育机制尚未完全阐明。洛克菲勒大学Ulrike Gaul研究组利用免疫组化、活细胞成像以及胚胎显微注射等实验手段,揭示了GPCR对血脑屏障形成的关键作用:G蛋白的两个亚基Gαi和Gαo(G蛋白由α、β、γ三个亚基组成的三聚体)是参与G蛋白信号传导途径Loco的两个调节因子。在血脑屏障神经胶质形成发育阶段,Loco途径中的这些蛋白通过调节皮层肌动蛋白,影响表面神经胶质的形态稳定性,而表面神经胶质是形成足够长度神经索以确保完整封闭性的必要结构。该实验证明了GPCR信号通路在果蝇血脑屏障形成中的关键作用,也为揭示更高等生物的血脑屏障发育机制以及开发能够穿越血脑屏障的药物提供了重要研究基础。

原文:GPCR Signaling Is Required for Blood-Brain Barrier Formation in Drosophila. Tina Schwabe, Roland J. Bainton, Richard D. Fetter, Ulrike Heberlein, and Ulrike Gaul. Cell, Vol 123, 133-144, 7 October 2005.

(责任编辑:泉水)