癡呆癥、自閉癥和精神分裂癥等腦部神經(jīng)系統(tǒng)疾病現(xiàn)在是一個(gè)日益嚴(yán)重的社會(huì)問題。然而，對其原因的研究仍然不足。最近，POSTECH研究團(tuán)隊(duì)確定了這類神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)病機(jī)制，從而解決了治療難題。
在腦神經(jīng)系統(tǒng)疾病的情況下，當(dāng)某些效應(yīng)改變腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)的突觸可塑性和信號(hào)傳遞時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)問題，對神經(jīng)元的發(fā)育和分化產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。神經(jīng)元之間的信息通過突觸傳遞，突觸活動(dòng)和突觸結(jié)構(gòu)根據(jù)刺激動(dòng)態(tài)變化和調(diào)整。
在此期間，BDNF對神經(jīng)細(xì)胞的存活和突觸可塑性有顯著影響。當(dāng)它失效時(shí)，不僅會(huì)干擾腦細(xì)胞之間的順利信息交流，還會(huì)殺死神經(jīng)元，導(dǎo)致學(xué)習(xí)和記憶障礙。
理工大學(xué)綜合生物科學(xué)與生物技術(shù)系的金敬泰教授和鄭錫普博士已經(jīng)確定了BDNF調(diào)節(jié)AMPA受體局部表達(dá)的機(jī)制，這對神經(jīng)細(xì)胞的突觸功能非常重要。這項(xiàng)研究的結(jié)果發(fā)表在國際知名雜志《科學(xué)進(jìn)展》年11月號(hào)上。
AMPA受體是谷氨酸作用于離子通道的受體，負(fù)責(zé)興奮性神經(jīng)信號(hào)。它們位于神經(jīng)細(xì)胞的樹突棘上，在識(shí)別突觸分泌的谷氨酸時(shí)傳遞信號(hào)。對于突觸可塑性，在正常情況下，AMPA受體是根據(jù)神經(jīng)刺激的強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間和頻率局部合成并有效轉(zhuǎn)運(yùn)到突觸后膜的。眾所周知，AMPA受體mRNA存在于樹突狀細(xì)胞中，但目前尚不清楚該mRNA是如何翻譯成受體蛋白的。
我們的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)AMPA受體mRNA的5’非翻譯區(qū)具有內(nèi)部核糖體進(jìn)入位點(diǎn)(IRES)的活性。與一般方法不同，當(dāng)?shù)鞍議nRNP A2/B1-RNA結(jié)合蛋白時(shí)，蛋白翻譯增加-結(jié)合到這個(gè)位點(diǎn)。
證實(shí)了由核轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的AMPA受體mRNA移動(dòng)到樹突，并在那里等待，直到模擬發(fā)生以響應(yīng)各種刺激而快速產(chǎn)生受體蛋白。特別是，當(dāng)BDNF刺激神經(jīng)細(xì)胞時(shí)，hnRNP A2/B1的量增加，從而促進(jìn)AMPA受體蛋白的合成。這些在突觸中局部合成的蛋白質(zhì)有效地傳導(dǎo)神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。
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