費城——神經(jīng)元通過創(chuàng)造樹枝相互連接，在我們的大腦中形成回路。新形成的分支依賴于微管的穩(wěn)定性，微管是一個類似鐵路的系統(tǒng)，對細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸非常重要。調(diào)節(jié)分枝中微管穩(wěn)定性的機制在很大程度上是未知的。Jefferson Health Company是VickieJack Farber神經(jīng)科學研究所的一項新研究，該研究發(fā)現(xiàn)了一種能夠穩(wěn)定微管并增強新神經(jīng)元分支的關(guān)鍵分子。
“就像通往新城市的鐵路一樣，穩(wěn)定的微管將有價值的物質(zhì)運輸?shù)叫滦纬傻姆种?，使它們能夠生長和成熟，”神經(jīng)科學系副教授、該研究的資深作者馬樂博士解釋說。微管穩(wěn)定性由一種稱為微管相關(guān)蛋白(MAPs)的蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)，該蛋白質(zhì)包括許多亞型。實驗室博士后馬博士和斯蒂芬泰曼斯基(Stephen Tymanskyj)之前的工作確定了一種叫做MAP7的亞型，并發(fā)現(xiàn)它位于新分支形成的部位。這使得它成為調(diào)節(jié)微管穩(wěn)定性的良好候選物。
在8月7日發(fā)表在《神經(jīng)科學雜志》上的一項新研究中，Tymanskyj博士和Ma博士使用遺傳工具從發(fā)育中的嚙齒動物感覺神經(jīng)元中去除MAP7，發(fā)現(xiàn)如果沒有MAP7，分支仍然可以生長，但它們會更頻繁地縮回。這意味著沒有MAP7，分支就無法建立完整持久的連接。研究人員還在激光切割的樹枝中引入了更多的MAP7蛋白，發(fā)現(xiàn)它可以減緩甚至阻止受傷時通常發(fā)生的回縮。這表明操縱MAP7可能潛在地挽救受損的神經(jīng)分支。
這項研究的一個重要發(fā)現(xiàn)證明了MAP7與微管相互作用時的獨特性質(zhì)。研究人員發(fā)現(xiàn)，在細胞中，MAP7與微管的特定區(qū)域結(jié)合，使其非常穩(wěn)定，但避免了微管末端，在微管末端，單個構(gòu)件會迅速添加或移除。這種有價值的結(jié)合特性可以防止微管或細胞鐵路在分支縮回時完全分解。它還促進微管的穩(wěn)定重組，以擴展細胞鐵路，用于后續(xù)的分支生長。此外，本研究首次證明了這一新功能，其他地圖尚未觀測到。
神經(jīng)分支可能因物理損傷或毒性而受損。了解MAP7的功能，為減少或避免這種傷害提出了新的方法。“我們的研究發(fā)現(xiàn)了微管調(diào)控分支形成的新分子機制，并為神經(jīng)損傷的可能治療提出了新的靶點，”馬博士總結(jié)道，他已經(jīng)開始探索這項研究的新研究。
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