生物行移动版

来自美国国家卫生研究院儿童健康和人类发展研究所及中科院上海生科院的研究人员发现，细胞对脑源性神经营养因子（BDNF）的应答在很大程度上取决于BDNF的传递方式，不同的传递方式会导致不同的细胞应答。这一发现可能对治疗性药物的设计具有重要意义。研究成果发表在《自然·神经科学》（Nature Neuroscience）上。

领导这项研究的是美国国家卫生研究院儿童健康和人类发展研究所的鲁白教授。鲁白教授早年毕业于华东师范大学，是著名的华裔神经生物学家，主要研究兴趣涵盖神经科学与神经精神疾病、模式动物、发育生物学、遗传学与人类基因组研究等方面。他长期从事神经发育与突触可塑性的研究，有多项重要发现。

脑源性神经营养因子（BDNF）是1982年由德国神经生物学家从猪脑中分离出的一种小分子蛋白质。由于猪、人、小鼠和人类的BDNF具有完全相同的氨基酸编码序列，且与神经生长因子（NGF）序列高度相似，因此被归类为神经生长因子家族成员。BDNF由120个氨基酸组成，是一种碱性蛋白，由神经元的靶细胞分泌，逆向营养神经元，对神经细胞的生长发育及保护修复有重要作用。其生物学效应主要由两种类型的跨膜糖蛋白介导：一种是高亲和力受体TrkB，另一种是低亲和力神经营养素受体（LNGFR），其中TrkB是信号转导所必需的。TrkB的细胞外配体结合区与BDNF结合后可发生自磷酸化，继而引发一系列底物磷酸化反应，实现从细胞膜到细胞核的信息传递，引起细胞应答。TrkB主要表达在脑中。

鲁白教授在1996年就发现BDNF对学习记忆的促进作用，与国际上几位学者一起开创了神经营养因子调控突触和神经可塑性的新领域。之后，他发现了BDNF及其前体proBDNF在脑中既互相对立又彼此联系的机制和功能，称之为“神经营养因子作用中的阴阳现象”，并提出将阴阳学说引入神经科学是大势所趋。

在这篇文章中，研究人员发现，细胞对BDNF的应答在很大程度上取决于BDNF的传递方式。细胞外因子对细胞的作用可能存在两种不同的模式：其一是调控性分泌引起浓度突然增长，其二是连续分泌或远程来源的调控引起浓度缓慢增加。研究人员通过培养小鼠海马神经元，发现BDNF急性和缓慢的增加能分别短暂性和持续性地刺激TrkB受体及其下游信号途径，从而导致Homer1和Arc的不同表达。

短暂性的TrkB受体激活会促进神经延长及突棘头的增大，而持续性的TrkB受体激活则会促进神经分支及树突棘的延长。这些结果表明，TrkB活性动力学在细胞信号和功能方面具有重要作用，这一发现可能对治疗性药物的设计具有重要意义。