研究小组解释了突变的x连锁智力障碍蛋白是如何损害神经元功能的

研究小组解释了突变的x连锁智力障碍蛋白是如何损害神经元功能的
小鼠海马神经元(细胞体在右下)的假彩色图像,其分支状树突提供了其他神经元通过形成突触连接的表面。范·埃尔斯特和他的同事已经证明,当OPHN1蛋白质发生突变,干扰了它与另一种名为Homer1b/c的蛋白质相互作用的能力时,AMPA受体就不能以正常的速度在突触表面循环。这对突触可塑性产生了负面影响,突触可塑性是神经元调节连接强度的过程。这种病理可能在x相关的智力障碍中起作用。图片来源:CSHL范埃尔斯特实验室

关于导致智力障碍和其他发育性大脑障碍的脑细胞故障,有了新的线索。

冷泉港实验室(CSHL)的琳达·范·埃尔斯特教授一直在仔细研究一种名为OPHN1的蛋白质的正常版本是如何帮助大脑实现兴奋性神经传输的,尤其是在含有AMPA受体(AMPARs)的神经细胞对接端口上。她的团队的新研究发表在6月24日的神经科学杂志,为OPHN1缺陷如何导致表达ampar神经元的成熟和突触强度调整障碍提供了新的机制见解。ampar神经元在大脑中普遍存在,并对兴奋性神经递质谷氨酸做出反应。

位于X染色体上的一种名为少酚素-1 (OPHN1)的基因突变,此前已被证实与X-连锁有关(也被称为x相关智力障碍),这是一种对男孩影响最大的疾病,可能占所有男性智力障碍的五分之一。

迄今为止,已经发现了OPHN1基因的几种不同突变,所有这些突变都干扰了神经细胞制造OPHN1蛋白。此前,Van Aelst和他的同事证明了OPHN1在突触可塑性中起着至关重要的作用,突触可塑性是相邻神经细胞调节连接强度的过程。大脑中的细胞在对一连串刺激做出反应时,会不断调整连接强度。

这项新发现显示了OPHN1是如何参与AMPARs的运输的,AMPARs是神经元可塑性的一个基本特征。神经元将受体从突触移到内部,然后再移回突触表面,以控制连接强度。在突触表面,受体为神经递质(在这种情况下是谷氨酸分子)提供了对接的机会。当细胞被激活后,表面受体通常被带回内部,在那里它们被回收以供将来使用。

CSHL研究小组证明,当OPHN1由于基因突变而畸形或缺失时,它就不能再正确地发挥受体回收的作用,因此也损害了神经元与相邻神经元保持强大的长期连接的能力,称为长期增强。

Van Aelst的新实验解释了OPHN1与另一种名为Homer1b/c的蛋白质复合体如何正常地与一个称为内吞区(EZ)的区域相互作用,以提供一个AMPARs池,并将其带到突触后密度(PSD)的位置。当OPHN1突变时,池不会形成,强化突触所需的受体也无法获得。长期增强能力受损。

Van Aelst博士说:“这表明OPHN1基因缺陷会导致谷氨酸系统功能障碍,这是一种以前未知的方式。”“我们早期的研究已经表明,OPHN1对稳定突触上的AMPA受体至关重要。这两个重要作用表明,OPHN1蛋白缺陷可能导致x -相关智力障碍的病理。”


进一步探索

x连锁智力障碍蛋白被发现介导海马突触可塑性

期刊信息: 神经科学杂志

所提供的冷泉港实验室
引用:研究团队解释了突变的x连锁智障蛋白如何损害神经元功能(2014年6月24日),从//www.pyrotek-europe.com/news/2014-06-team-mutated-x-linked-mental-retardation.html检索到2022年7月27日
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