研究發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵分子可穩(wěn)定神經(jīng)元分支促進(jìn)大腦健康
神經(jīng)元通過(guò)創(chuàng)建樹(shù)狀分支相互連接來(lái)在大腦中形成回路。新形成的分支依賴(lài)于微管的穩(wěn)定性,微管是對(duì)細(xì)胞中的物質(zhì)運(yùn)輸非常重要的類(lèi)似鐵路的系統(tǒng)。調(diào)節(jié)分支中微管穩(wěn)定性的機(jī)制在很大程度上尚不清楚。Vickie&Jack Farber神經(jīng)科學(xué)研究所的新研究-杰斐遜健康(Jefferson Health)已確定了穩(wěn)定微管并增強(qiáng)神經(jīng)元新分支的關(guān)鍵分子。
就像通往新城市的鐵路一樣,穩(wěn)定的微管將有價(jià)值的材料運(yùn)輸?shù)叫鲁闪⒌姆种C(jī)構(gòu),以便它們成長(zhǎng)和成熟。
微管的穩(wěn)定性受稱(chēng)為微管相關(guān)蛋白(MAPs)的蛋白調(diào)節(jié),該蛋白包括許多亞型。馬博士和該實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員斯蒂芬·泰曼斯基(Stephen Tymanskyj)的先前工作已經(jīng)確定了一種名為MAP7的亞型,并發(fā)現(xiàn)它被定位在新分支形成的地點(diǎn)。這使其成為調(diào)節(jié)微管穩(wěn)定性的良好候選者。
在8月7日發(fā)表在《神經(jīng)科學(xué)雜志》上的這項(xiàng)新研究中,Tymanskyj博士和Ma博士使用遺傳工具從發(fā)育中的嚙齒動(dòng)物感覺(jué)神經(jīng)元中去除了MAP7,并發(fā)現(xiàn)如果沒(méi)有MAP7,分支仍然可以生長(zhǎng),但它們回縮的頻率更高。這意味著如果沒(méi)有MAP7,分支將無(wú)法建立完整而持久的連接。研究人員還向被激光切割的分支中引入了更多的MAP7蛋白,發(fā)現(xiàn)它可以減緩甚至阻止通常是由于傷害而發(fā)生的縮回。這表明操縱MAP7可能會(huì)挽救受損的神經(jīng)元分支。
該研究的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)表明,MAP7與微管相互作用時(shí)具有獨(dú)特的特性。研究人員發(fā)現(xiàn),在細(xì)胞中,MAP7結(jié)合到微管的特定區(qū)域并使它們非常穩(wěn)定,但避開(kāi)了微管末端,在該末端迅速添加或去除了各個(gè)構(gòu)件。這種有價(jià)值的結(jié)合特性可防止分支收縮時(shí)微管或細(xì)胞鐵路完全解體。它還促進(jìn)了微管的穩(wěn)定重組,以延長(zhǎng)細(xì)胞鐵路的生長(zhǎng),從而促進(jìn)隨后的分支生長(zhǎng)。此外,這項(xiàng)研究是第一個(gè)證明此新功能的研究,而其他MAP尚未觀察到。
神經(jīng)元分支可因身體傷害或毒性而受損。了解MAP7的作用提出了減少或避免這種損害的新方法。馬博士總結(jié)說(shuō):“我們的研究發(fā)現(xiàn)了分支形成中微管調(diào)節(jié)的新分子機(jī)制,并提出了潛在治療神經(jīng)損傷的新靶標(biāo)。
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