解析神经元强韧的秘密

yinfuhua

解析神经元强韧的秘密
" U( g: C6 o6 |  s7 |; I1 s9 v, O2013-04-16 15:55:05 来源：生物360 作者：koo
" r! s* u0 j; b
, f1 _7 e8 W8 c# I9 B' ^. T
! K* S" b, ^* r1 Y" {3 v, f8 T9 v人体中的神经细胞可以达到1米长，而且不会发生断裂或瓦解，是什么让神经细胞如此强韧呢？
4 z  Y" t2 q) v4 a  w; M3 c- E% c日前，伊利诺伊大学（University of Illinois）的研究人员发现，细胞骨架成分中的一种独特修饰，让神经元上长长的轴突特别强韧，这一发现将帮助人们更好的对神经退行性疾病进行治疗。相关论文刊登在了近期出版的《神经元》（Neuron）杂志上。
( Q/ |1 \  [; ~' G" r微管是由微管蛋白（tubulin）聚合而成的中空长圆柱，是机体所有细胞内的重要骨架。神经元中的微管负责细胞内运输、促进轴突生长，是神经形态形成的基础。8 T" ~% e$ E. G0 e9 D
研究人员表示，除了神经元之外，细胞的微管处于持续动态中，不断经历拆卸和重建。在机体中只有神经元生长得如此之长，而且一旦生成这些神经元就将伴随个体一生。  o/ N/ [8 I8 N6 z5 {: O) f1 _
与其他细胞相比，神经元中的微管特别稳定，能够耐受多种实验条件。例如，在低温、Ca2+或有丝分裂抑制剂等条件下，一般细胞中的微管会瓦解，但神经元中的微管却依然稳定。这样的稳定性对于轴突的正常生长和维持很重要。不过，在衰老或神经退行性变中，神经元微管过于稳定也会损害神经元的正常功能。
+ F- b9 |( }& }& B! [6 R神经元的稳定性依赖于微管蛋白（tubulin）的一种独特修饰。研究人员利用多方法解析了微管蛋白（tubulin）上的修饰，以及该修饰发生的位点。他们发现，微管蛋白（tubulin）上容易破裂的薄弱环节，都通过化学键连上了多胺，而且负责添加这些保护性的多胺的是谷氨酰胺转移酶（transglutaminase）。" X8 i$ t7 O( P+ w$ W2 ~
研究显示，谷氨酰胺转移酶催化翻译后修饰，给微管蛋白的薄弱环节添加了多胺，增加了蛋白所带的正电荷。研究人员在体内和体外实验中，分别抑制了神经元中的多胺合成和谷氨酰胺转移酶活性，使神经元微管的稳定性显著降低。; T( J& ?+ U" l4 i4 J
封闭微管蛋白（tubulin）的薄弱位点，使神经元微管获得了非凡的稳定性，Brady说。研究人员还指出，微管稳定性的增加与神经元可塑性降低有关。在衰老和一些神经退行性疾病的进程中，神经元微管过于稳定降低了神经元的可塑性，损害了神经元的正常功能。他们认为，进一步研究将有助于开发预防神经退行性变的新途径，并且帮助人们实现神经再生。5 g2 O  Z8 P4 r. v5 n
原文检索：' f0 ^, {4 m- A+ K( F
Yuyu Song, Laura L. Kirkpatrick, Scott T. Brady et al. Transglutaminase and Polyamination of Tubulin: Posttranslational Modification for Stabilizing Axonal Microtubules. Neuron, 10 April 2013; DOI: 10.1016/j.neuron.2013.01.036