美国俄勒冈大学(University of Oregon)的研究人员在足日龄斑马鱼胚胎上应用旋转磁盘显微镜进行观察,并获取了突触构建组件转移到中枢神经系统中突触组件的过程。研究人员在这些透明的胚胎中发现蛋白转运包有序地由轴突转运到特定的突触形成的位置,这可能是首个观察到的早期谷氨酸驱动的突触形成过程。这项研究成果发表在4月25日提前出版的Cell杂志Report版上。值得注意的是脊椎动物中大多数突触使用谷氨酸作为神经递质,而这个转运过程的损坏常常和一系列疾病相关联,例如孤独症、精神分裂症等。 轴突是神经元上一个长的纤维,你可以把它想象为高速公路,在人类中这条公路更长,甚至从脊髓到达大脚趾。神经元中所有的蛋白在细胞体合成,因此他们需要被转运,那么这些转运是由一辆车还是多辆车转运的呢?这个问题的结果能够揭示更多地的突触建立的机制。 斑马鱼已成为研究早期发育的一种模式动物。在这项研究中,研究人员应用免疫荧光标记来突出显微镜下看到的区域。此次研究的胚胎仅仅24小时龄,一毫米长,但是脊髓中的神经元已经形成了突触连接,在两个小时内每隔30秒采集一次图像。俄勒冈大学神经科学研究所成员、生物学教授Philip Washbourne表示,如果人们观察人类的发育过程会发现,大量的脑皮层中的突触形成是在出生后发生的并延续到两岁。过去离体的研究结果有两种不同的发现,其中一项于2000年确定了一种单一的组件蛋白到达突触前终末位置,另外一项于2004年确立了两种蛋白组件包到达突触终末。而现在借助活体长时间扫描技术,研究人员发现了至少三个或者更多的这种组件到达了终末。 新的研究还指出到达的顺序也是至关重要的,两个不同的突触前分子组分多次以相同的顺序到达,一种关键的组分——synapsin蛋白总是第三个到达。这些转运的车辆都通过轴突高速进行转运,另一种细胞周期蛋白激酶Cdk5就作为突触构建位置的红绿灯,在这个位置会发生磷酸化,不过需要对Cdk5进行更多的研究。 Washbourne称,了解这些转运的发生有助于人们理解神经进行性疾病发展的过程中究竟是什么发生了错误,有迹象表明促使这一切发生的原因包括了一个自闭症相关基因,如果能知道这些分子如何在突触形成的过程中行使作用,将有助于发现新的疗法。 王 耀 编译自http://www.sciencedaily.com/releases/2013/04/130418134117.htm |