溫州醫(yī)科大學(xué):揭示兩大信號(hào)通路在突觸可塑性調(diào)節(jié)中的作用

  溫州醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院林麗教授課題組和美國(guó)朱俊教授研究團(tuán)隊(duì)合作在Ras和Rap信號(hào)通路調(diào)節(jié)突觸重塑性研究方面取得新的進(jìn)展，論文題目為“Ras and Rap Signal Bidirectional Synaptic Plasticity via Distinct Subcellular Microdomains”。

  這一研究成果公布在神經(jīng)科學(xué)期刊Neuron（影響因子14.024）上，林麗教授為該論文wei一通訊作者。

             

  在神經(jīng)科學(xué)中，突觸可塑性（Synaptic plasticity）是指神經(jīng)細(xì)胞間的連接，突觸可塑性有不同的表現(xiàn)形式，包括長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（LTP），去增強(qiáng)和長(zhǎng)時(shí)程抑制（LTD），能控制突觸傳導(dǎo)和影響更的大腦功能，如學(xué)習(xí)和記憶。突觸中獨(dú)立調(diào)節(jié)多種形式突觸可塑性的機(jī)制仍不*清楚，但先前的研究已經(jīng)確定Ras家族小GTP酶（即Ras，Rap2和Rap1）可作為多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)級(jí)聯(lián)的分子開(kāi)關(guān)控制突觸可塑性，并且其相關(guān)信號(hào)遺傳缺陷與神經(jīng)、精神疾病的產(chǎn)生有關(guān)。

  另外，信號(hào)分子如何實(shí)現(xiàn)信號(hào)多樣性和特異性是一個(gè)長(zhǎng)期存在的細(xì)胞生物學(xué)問(wèn)題，目前普遍認(rèn)為信號(hào)分子可通過(guò)選擇性參與限制在不同亞細(xì)胞中的不同信號(hào)傳導(dǎo)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)多樣性和特異性。因此，該研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)而探究同源Ras和Rap蛋白使用不同的亞細(xì)胞來(lái)產(chǎn)生多種特異性信號(hào)傳導(dǎo)反應(yīng)以調(diào)節(jié)不同形式的突觸可塑性。

  在這篇文章中，研究人員使用了一種靶向遞送方法，該方法可以在不同嚙齒動(dòng)物海馬CA1神經(jīng)元的亞細(xì)胞（包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、脂質(zhì)筏、bulk膜、溶酶體及高爾基體）中特異性表達(dá)同源Ras家族小GTP酶（即Ras，Rap2和Rap1），亞細(xì)胞靶向遞送與多色熒光標(biāo)記蛋白及高分辨率膜片鉗記錄相結(jié)合，對(duì)亞細(xì)胞特異性信號(hào)進(jìn)行系統(tǒng)分析。

  研究結(jié)果表明Ras通過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)PI3K和脂質(zhì)筏ERK長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（LTP），而Rap2和Rap1分別通過(guò)bulk膜JNK和溶酶體p38MAPK去增強(qiáng)和長(zhǎng)時(shí)程抑制（LTD）。這些結(jié)果確立了一種有效的亞細(xì)胞特異性靶向遞送方法，并揭示了亞細(xì)胞作為同源Ras和Rap實(shí)現(xiàn)信號(hào)多樣性和特異性以控制多種形式的突觸可塑性的機(jī)制。同時(shí)這項(xiàng)研究提供了一個(gè)的調(diào)控工具和一個(gè)有效的研究策略，可能拓展亞細(xì)胞特定信號(hào)通路的系統(tǒng)和高通量的研究，促進(jìn)開(kāi)發(fā)靶向藥物以治療各種疾病。

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