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叶玉如院士N揭开α2-chimaerin蛋白与癫痫发病之间关联

2012/02/01 来源:中国生物技术信息网
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导读
研究人员发表了文章,揭示了一种重要蛋白α2-chimaerin在癫痫发病过程中的神经细胞迁移方面扮演的重要作用,首次成功揭开了α2-chimaerin蛋白与癫痫发病之间的关联。

来自香港科技大学生命科学部,分子神经科学国家重点实验室,日本东京大学等处的研究人员发表了题为“α2-chimaerin  controls  neuronal  migration  and  functioning  of  the  cerebral  cortex  through  CRMP-2”的文章,揭示了一种重要蛋白:α2-chimaerin在癫痫发病过程中的神经细胞迁移方面扮演的重要作用,首次成功揭开了α2-chimaerin蛋白与癫痫发病之间的关联,相关成果公布在Nature  Neuroscience杂志上。

叶玉如院士

文章的通讯作者是香港科技大学叶玉如(Nancy  Y  Ip)教授,这位著名的神经生物学家早年毕业于美国Simmons学院,1983年获美国哈佛大学医学院博士学位。现任香港科技大学教授,生物技术研究所所长及分子神经科学中心主任等职务,兼任中国科学院上海脑研究所、生命科学研究中心及神经科学研究所客席研究员,南京大学、同济医科大学等大学的名誉教授。叶玉如教授2001年当选为中国科学院院士。2004荣获“联合国(教科文——欧莱雅)世界杰出女科学家成就奖”。

癫痫是人群中发病率较高的一种疾病,影响总人口的大约1%,中国约有一千万患者,目前,经过现有的抗癫痫药物治疗,仍有大约30%的患者不能控制。对于药物不能控制的癫痫目前多采取手术治疗,而适合手术的患者只占一小部分。研究证明大脑神经细胞迁移紊乱是导致大脑皮层发育异常(与精神分裂症,自闭症等神经系统疾病密切相关)的重要原因之一,但是至今科学家们对于大脑早期发育缺陷所导致的神经细胞疾病的机理,并不清楚。

据报道,在这篇文章中,研究人员通过小鼠实验,利用先进的子宫内电穿孔技术,抑制小鼠胚胎大脑皮层中α2-chimaerin蛋白的功能,结果发现这会阻碍神经细胞的迁移,从而导致神经细胞在错误的区域堆积,这些小鼠也因为α2-chimaerin基因的缺陷,而出现自发性癫痫发作等异常行为。

研究人员通过进一步实验分析,发现神经细胞的迁移过程一旦受到干扰,就会破坏神经回路,从而导致癫痫等病症出现,证明了α2-chimaerin蛋白在调控神经细胞迁移和大脑功能方面的重要作用,这对于癫痫等神经系统疾病的治疗和诊断具有重要意义。

除此之外,近期中国科学院神经科学研究所的研究人员也获得了关于神经调节素1(Neuregulin-1,NRG1)在癫痫发生过程中行使负反馈调控机制的研究新发现,同样也发表在Nature  Neuroscience上。

这项研究发现在不同的癫痫模型、不同种属的啮齿类动物中癫痫发作都可以上调脑内Nrg1基因的表达及其受体ErbB4的酪氨酸磷酸化。通过结合药理学和基因操作的手段,他们进一步发现,NRG1是颞叶癫痫病理进程中的一个关键的内源性抑制性因子,它通过激活小清蛋白阳性中间神经元上的ErbB4受体,对癫痫发生起到重要的负反馈调节作用。为预防和治疗癫痫提供了可能的新靶标。

 
 

α2-chimaerin controls neuronal migration and functioning of the cerebral cortex through CRMP-2

Jacque P K Ip, Lei Shi, Yu Chen, Yasuhiro Itoh, Wing-Yu Fu, Andrea Betz, Wing-Ho Yung, Yukiko Gotoh, Amy K Y Fu & Nancy Y Ip

Disrupted cortical neuronal migration is associated with epileptic seizures and developmental delay. However, the molecular mechanism by which disruptions of early cortical development result in neurological symptoms is poorly understood. Here we report α2-chimaerin as a key regulator of cortical neuronal migration and function. In utero suppression of α2-chimaerin arrested neuronal migration at the multipolar stage, leading to accumulation of ectopic neurons in the subcortical region. Mice with such migration defects showed an imbalance between excitation and inhibition in local cortical circuitry and greater susceptibility to convulsant-induced seizures. We further show that α2-chimaerin regulates bipolar transition and neuronal migration through modulating the activity of CRMP-2, a microtubule-associated protein. These findings establish a new α2-chimaerin-dependent mechanism underlying neuronal migration and proper functioning of the cerebral cortex and provide insights into the pathogenesis of seizure-related neurodevelopmental disorders.

文献链接:http://www.nature.com/neuro/journal/v15/n1/full/nn.2972.html

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