生物通报道，近期，中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所周嘉伟研究组在PNAS上发表最新的研究文章MSC p43 Required for Axonal Development in Motor Neurons。这是继4月周嘉伟教授在《Journal of Neuroscience》发表研究文章后的又一新作。

人和动物肢体运动的控制离不开脊髓运动神经元的参与，但是目前对于脊髓运动神经元发育的分子机制并未完全了解。他们的研究发现，蛋白翻译合成过程所需的氨基酰tRNA合成酶复合物的一个辅助因子MSC p43在脊髓运动神经元轴突发育过程中发挥了关键作用。MSC p43蛋白与神经中间丝蛋白neurofilament（一类神经元特异的细胞骨架蛋白）的轻链NF-L之间存在直接相互作用，MSC p43基因敲除后，小鼠神经元neurofilament的组装发生明显障碍，脊髓运动神经元轴突发育显著迟缓，在整体动物行为上表现为运动能力的下降，表明MSC p43蛋白对轴突发育必不可少。进一步观察发现，MSC p43蛋白参与神经元轴突发育过程中所必需的neurofilament蛋白磷酸化正常水平的维持。这些发现揭示了MSC p43在神经系统的新功能，有助于理解轴突发育及其调节过程，同时，p43 缺失所致功能异常可帮助进一步研究脊髓运动神经元轴突退行性病变的分子机理。

4月《Journal of Neuroscience》文章

中脑多巴胺能（mDA）神经元在人类和动物的运动能力、情绪调节等重要生理过程中发挥着极其关键的作用，这些细胞功能和结构的异常与多种神经精神疾病如帕金森病、药物成瘾和精神分裂症等有着非常密切的关系。已知这类疾病的发生与某些在mDA神经元发育过程中起重要作用的基因有关，了解mDA神经元的发育过程将有助于理解这些疾病的发生和发展，但迄今为止有关这类神经元发育的分子机制还知之甚少。

印敏（中科院生化细胞所）、刘蜀西和尹延青等建立了mDA神经元分化过程中全基因表达谱及差异变化基因的数据库，鉴定到一批在mDA神经元中特异表达的基因，提出了mDA神经元发育可以分为四个性质各异的时空阶段。有意思的是，他们还发现在转录因子Ebf1基因敲除小鼠，黑质（DA神经元集中区域之一）无法正常形成，并导致黑质纹状体投射通路发育不全（见下图）。进一步研究发现，Ebf1通过控制mDA神经元向黑质致密带的迁移而调节黑质在胚胎期的形成。因此，Ebf1是第一个被发现的控制黑质DA神经元迁移的基因，这对认识发育时期多巴胺能神经元富集的不同神经核团之间（如腹侧被盖区与黑质）如何相互分离的问题提供了重要线索。

（生物通 小茜）

MSC p43 required for axonal development in motor neurons

Xiaodong Zhua,b, Yang Liub, Yanqing Yinb, Aiyun Shaob, Bo Zhangb, Sunghoon Kimc and Jiawei Zhoub,1

aLaboratory of Molecular Cell Biology, Institute of Biochemistry and Cell Biology, and

bState Key Laboratory of Neuroscience Institute of Neuroscience, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, China; and

cCenter for Medicinal Protein Network and Systems Biology, College of Pharmacy, Seoul National University, Seoul 151-742, Korea

Neuron connectivity and correct neural function largely depend on axonal integrity. Neurofilaments (NFs) constitute the main cytoskeletal network maintaining the structural integrity of neurons and exhibit dynamic changes during axonal and dendritic growth. However, the mechanisms underlying axonal development and maintenance remain poorly understood. Here, we identify that multisynthetase complex p43 (MSC p43) is essential for NF assembly and axon maintenance. The MSC p43 protein was predominantly expressed in central neurons and interacted with NF light subunit in vivo. Mice lacking MSC p43 exhibited axon degeneration in motor neurons, defective neuromuscular junctions, muscular atrophy, and motor dysfunction. Furthermore, MSC p43 depletion in mice caused disorganization of the axonal NF network. Mechanistically, MSC p43 is required for maintaining normal phosphorylation levels of NFs. Thus, MSC p43 is indispensable in maintaining axonal integrity. Its dysfunction may underlie the NF disorganization and axon degeneration associated with motor neuron degenerative diseases.

周嘉伟，男，现为中国科学院上海生命科学研究院生化与细胞研究所研究员、脑发育与修复研究组组长。1985年毕业于江苏南通大学医学院，获学士学位，1988年获硕士学位。1991-92年先后在英国剑桥大学和日本冈山大学做访问学者。1996年在英国帝国理工医学院获博士学位。1996-1998年在美国Hahnemann大学 从事 博士后研究。1998年入选中科院“****”并回国工作。目前正在主持国家自然科学面上基金、杰出青年基金项目并参与科技部“ 973” 等项目。在SCI收录的国际学术杂志上发表研究论文21篇，其中包括回国独立开展工作后在国际期刊上发表的13篇论文。申请发明专利4项，已获中国发明专利授权1项。兼任《生理学报》、《神经科学通报》等杂志编委。2000年获美国李氏基金会杰出成就奖，2004年获明治乳业生命科学奖。

主要研究方向：

帕金森病的发病机理和多巴胺神经元发育的分子基础。

近年发表的代表性论文 (*：通讯作者)：

1. Li A, Guo H, Luo X, Sheng J, Yang S, Yin Y, Zhou J and Zhou J*. (2006) Apomorphine-induced activation of dopamine receptors modulates FGF-2 expression in astrocytic cultures and promotes survival of dopaminergic neurons. FASEB J. (in press).

2. Ma L, Yin M, Wu X, Wu C, Yang S, Sheng J, Ni H, Fukuda MN and Zhou J*. (2006) Expression of trophinin and bystin identifies distinct cell types in the germinal zones of adult rat brain. Eur. J. Neurosci. (in press).

3. Li Z, Wang B, Wu X, Cheng SY, Paraoan L. and Zhou J.* (2005) Identification, expression and functional characterization of GRAL gene. J. Neurochem. 95: 361-376.

4. Xu L, Sheng J, Tang Z, Wu X, Guo H, Yu Y, Shen Y, Zhou C, Paraoan L. and Zhou J.* (2005) Cystatin C prevents degeneration of rat nigral dopaminergic neurons: in vitro and in vivo studies. Neurobiol. Dis. 18:152-165

5. Sheng J, Yang S, Xu L, Wu C, Wu X, Li A, Yu Y, Ni H, Fukuda M. and Zhou J.* (2004) Bystin as a novel marker for reactive astrocytes in the adult rat brain following injury. Eur. J. Neurosci. 20; 873-884.

6. Guo H, Yu Y, Xu L, Jin G-Z. and Zhou J.* (2002) Apomorphine induces growth factors that support fetal rat mesencephalic dopaminergic neurons in cultures. Eur. J. Neurosci. 16(10): 1861-1870.

7. Shen Y, Yu Y, Tang Z, Guo H, Yu F-S X. and Zhou J.* (2002) Identification and comparative analysis of differentially expressed proteins in rat striatum following 6-OHDA lesions of nigrostriatal pathway: upregulation of amyloid precursor like-protein 2 expression. Eur. J. Neurosci. 16: 896-906.

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