2007年5月1日,我所饶毅实验室在《发育生物学》(Developmental Biology)杂志上发表了题为“Integrin-Linked Kinase (ILK) in Determining Neuronal Polarity”的研究论文。该文章报道了整合素连接激酶(ILK)在神经元极性决定中的关键作用,并揭示了其在信号通路中位于Akt和GSK-3β上游、PI3K下游的层级关系。
神经元极性的形成是神经系统发育的基本问题之一。研究团队在先前发现GSK3β影响海马神经元极性形成与维持的基础上,进一步探索了信号传导机制。利用经典的体外培养大鼠海马锥体神经元系统,他们观察到:ILK抑制剂可抑制Akt和GSK-3β丝氨酸位点的磷酸化;ILK蛋白倾向于富集在极化神经元的轴突尖端;ILK抑制剂可阻断轴突形成及神经元极性的建立;通过siRNA基因沉默或转染ILK失活突变体降低ILK活性,同样抑制极性生成;而转染高活性ILK突变体则能诱导多个轴突形成。因此,ILK的活性是神经元极性生成的必要且充分条件之一。
此外,通过同时操控多种分子,研究明确了在神经元极性建立过程中,ILK位于PI3K下游,同时位于Akt和GSK-3β上游。这些结果强调了ILK在极性决定中的重要作用,并提出了一个关键的信号传导通路。
博士研究生郭炜为本文第一作者,其他作者包括博士后蒋辉,以及加拿大BC癌症研究中心的Virginia Gray和Shoukat Dedhar博士。饶毅博士为通讯作者。该研究受科技部863、973计划及北京市科委资助,在上海神经科学研究所和北京生命科学研究所完成。