神经科学家识别出一种能让脑细胞降低敏感性的蛋白质 2017-05-05 01:17:25

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麻省理工学院的神经科学家发现蛋白质CPG2连接细胞骨架(由桥梁的支架代表)和内吞机制(由汽车代表)在谷氨酸受体的重吸收过程中“桥”上的每个“汽车”都携带含有谷氨酸受体的囊泡图片:Mark Steele在一项新发表的研究中,来自麻省理工学院的神经科学家发现了一种蛋白质,可以让脑细胞抑制其敏感性加强和削弱神经元之间的联系,称为突触,对大脑的发育和日常功能至关重要神经元减弱的一种方式他们的突触是通过吞噬通常对谷氨酸作出反应的表面上的受体,谷氨酸是大脑的一种兴奋性化学物质

在一项新的研究中,麻省理工学院的神经科学家已经详细说明了这种受体重吸收是如何发生的,它允许神经元摆脱不必要的连接并抑制它们的衰弱

过度兴奋时的敏感性“拉入和拉出接收躯体是一个动态的过程,它受到神经元环境的高度调节,“Elly Nedivi说,他是大脑和认知科学教授,也是麻省理工学院Picower学习和记忆研究所的成员

”我们理解受体如何被吸收以及如何调节通路Nedivi及其同事发现,一种称为CPG2的蛋白质是这种调节的关键,这是值得注意的,因为人类CPG2的突变之前已经与双相情感障碍有关“这为测试各种人类奠定了基础

突变及其在细胞水平上的影响,“Nedivi说,他是1月14日当前生物学论文的高级作者,描述了研究结果

该论文的主要作者是前Picower研究所博士后Sven Loebrich其他作者是技术助理Marc Benoit,最近麻省理工学院毕业生Jaclyn Konopka,前博士后Joanne Gibson,以及Stanley Cente转化研究主任Jeffrey Cottrell广泛研究所的精神病学研究形成桥梁神经元通过谷氨酸等神经递质在突触处进行通信,谷氨酸从突触前突触到突触后神经元这种通信可以让大脑协调活动并存储新的记忆等信息以前的研究表明突触后细胞可以在一种被称为长期抑郁症(LTD)的现象中主动吸引它们的一些受体

这一重要过程允许细胞减弱并最终消除不良连接,以及重新校准它们的设定点以进一步激发它还可以保护它们来自过度兴奋,使它们对正在进行的刺激不那么敏感

拉入受体需要提供物理能量的细胞骨架,以及被称为内吞机械的蛋白质的专门复合物

这种机器进行内吞作用 - 拉入一部分的内吞作用

囊泡形式的细胞膜,以及任何东西在突触中,这个过程用于内化受体直到现在,细胞骨架和内吞机制是如何联系尚不清楚在新的研究中,Nedivi的团队发现CPG2蛋白在细胞骨架和细胞骨架之间形成了桥梁

内吞机制“CPG2就像内吞机制的系绳一样,细胞骨架可以用它来吸入囊泡,”Nedivi说“膜中的谷氨酸受体会被夹住并内化”他们还发现CPG2与之结合通过称为EndoB2的蛋白质的内吞机制这种CPG2-EndoB2相互作用仅在突触刺激引起的受体内化期间发生,并且不同于细胞中也发生的谷氨酸受体的不断循环Nedivi的实验室之前已经证明这一过程不会改变细胞对谷氨酸的总体敏感性也受CPG2控制“这项研究很有趣,因为它表明,通过使用不同的复合物,CPG2可以调节不同类型的内吞作用,“冷泉港实验室教授Linda Van Aelst说,他没有参与研究当突触过于活跃时,它似乎是一种叫做蛋白激酶A的酶

(PKA)与CPG2结合并使其发挥活性依赖性受体吸收CPG2也可能受其他调节PKA的因素控制,包括激素水平,Nedivi说 与双相情感障碍的联系2011年,包括Broad研究所研究人员在内的一个大型财团发现,一种名为SYNE1的基因在与双相情感障碍易感性相关的基因命中列表中排名第二

他们很高兴地发现该基因编码CPG2,一种调节因子谷氨酸受体,鉴于这些受体在双相情感障碍中的先前证据在12月发表的一项研究中,Nedivi及其同事,包括Loebrich和共同主要作者Mette Rathje,鉴定并分离出编码CPG2的人类信使RNA他们发现当大鼠CPG2时被淘汰,它的功能可以通过人类版本的蛋白质恢复,表明两种版本具有相同的细胞功能Rathje,Nedivi实验室的Picower研究所博士后,正在研究与双相情感障碍有关的人类CPG2突变正在测试它们对大鼠突触功能的影响,希望揭示这些突变如何破坏突触和影响这种疾病的发展Nedivi怀疑CPG2是影响双相情感障碍易感性的基因星座中的一个参与者“我预测在一般人群中,就功效而言,CPG2具有一系列功能,”Nedivi说

在这个范围内,它将取决于遗传和环境星座的其余部分,以确定它是否达到导致疾病状态的程度“该研究由Picower Institute创新基金和盖尔钢铁研究基金资助出版物:Sven Loebrich等,“CPG2 Recruits Endophilin B2 to the Cytoskeleton for Activity-Dependent Endocytosis of Synaptic Glutamate Receptors,”Current Biology,2016; doi:101016 / jcub201511071资料来源:麻省理工学院新闻的安妮特拉夫顿