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Cell:两项研究解密神经发育的关键所在

来源:生物360 / 作者:koo / 2013-10-15

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日前,最新一期出版的《细胞》(Cell)杂志刊登了两项研究论文,他们分别描述了定位在细胞膜上的一种受体-配体复合物,这种复合物能指导树突的空间形态形成。

Cell:两项研究解密神经发育的关键所在

在第一项研究中,来自斯坦福大学的科学家们发现了一种对于树突分支和形态形成至关重要的细胞外粘附分子复合物。

健康的树突形态是重复性神经环路发育的一个关键所在,然而关于模式复合物树突形态在细胞外的作用机制,至今科学家们了解的十分少。为此斯坦福大学的研究人员展开深入探索,利用线虫模型,发现了一种细胞外粘附分子复合物在这个过程中扮演了重要角色。

这种三重膜粘附分子受体-配体复合物是指导 PVD 树突空间限制性生长和分支的必要条件,配体复合 SAX-7/L1CAM 和 MNR-1 能作为周围皮下组织的固定点,DMA-1 则作为 PVD 上的同源受体。

如果这个复合物出现突变,就会导致树突形成,稳定和组织过程出现极大的缺陷,SAX-7 和 MNR-1 的异位表达也会产生DMA-1依赖性方式的预见性异常模式树突。这些体内和体外的实验表明,这三个分子相互作用,相互依存。

Cell:两项研究解密神经发育的关键所在

而在第二项研究中,来自爱因斯坦医学院的科学家发现了一种在神经纤维分支过程中扮演关键角色的基因。他们指出在皮肤中可能有一个基因发挥作用“引导”附近树突分支,于是他们开始着手鉴别负责的基因。为了找到它,研究人员在线虫中诱导了随机突变,挑选出那些显示 PVD 树突分支缺陷的线虫,随后确定了造成分支缺陷的基因突变。

筛查结果揭示同一基因的4种突变引起了 PVD 树突分支缺陷。研究人员证实,这一基因在皮肤中表达生成了一种胞外蛋白,在发育过程中触发了 PVD 树突正常分支。PVD 神经元树突分支曾被描述与烛台相似,因此科学家们将这一基因命名为 MNR-1,将它的蛋白质命名为 Menorin 或 MNR-1。

进一步的研究发现,在皮肤中合成的 Menorin 是促进 PVD 树突分支的必要而非充分条件。Menorin 蛋白似乎与 SAX-7/L1CAM 形成了一种复合物。SAX-7/L1CAM 是一种存在于线虫皮肤和其他部位的细胞粘附蛋白。研究人员发现的证据表明,当这两种蛋白构成的复合物被生长感觉树突上的受体分子 DMA-1 感知时,会随之发生树突分支。

原文检索:

Xintong Dong,Oliver W. Liu,Audrey S. Howell,Kang Shen. An Extracellular Adhesion Molecule Complex Patterns Dendritic Branching and Morphogenesis. Cell, 10 October 2013; DOI: 10.1016/j.cell.2013.08.059

Yehuda Salzberg,Carlos A. Díaz-Balzac,Nelson J. Ramirez-Suarez,Matthew Attreed,Eillen Tecle,Muriel Desbois,Zaven Kaprielian,Hannes E. Bülow. Skin-Derived Cues Control Arborization of Sensory Dendrites in Caenorhabditis elegans. Cell, 10 October 2013; DOI: 10.1016/j.cell.2013.08.058

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