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溫州醫(yī)科大學(xué):揭示兩大信號通路在突觸可塑性調(diào)節(jié)中的作用
閱讀：1837 發(fā)布時間：2018-6-7溫州醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院林麗教授課題組和美國朱俊教授研究團隊合作在Ras和Rap信號通路調(diào)節(jié)突觸重塑性研究方面取得新的進展，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)細胞間的連接，突觸可塑性有不同的表現(xiàn)形式，包括長時程增強（LTP），去增強和長時程抑制（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。突觸中獨立調(diào)節(jié)多種形式突觸可塑性的機制仍不*清楚，但先前的研究已經(jīng)確定Ras家族小GTP酶（即Ras，Rap2和Rap1）可作為多信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)的分子開關(guān)控制突觸可塑性，并且其相關(guān)信號遺傳缺陷與神經(jīng)、精神疾病的產(chǎn)生有關(guān)。
另外，信號分子如何實現(xiàn)信號多樣性和特異性是一個長期存在的細胞生物學(xué)問題，目前普遍認為信號分子可通過選擇性參與限制在不同亞細胞中的不同信號傳導(dǎo)平臺來實現(xiàn)信號多樣性和特異性。因此，該研究團隊進而探究同源Ras和Rap蛋白使用不同的亞細胞來產(chǎn)生多種特異性信號傳導(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物海馬CA1神經(jīng)元的亞細胞（包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、脂質(zhì)筏、bulk膜、溶酶體及高爾基體）中特異性表達同源Ras家族小GTP酶（即Ras，Rap2和Rap1），亞細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，對亞細胞特異性信號進行系統(tǒng)分析。
研究結(jié)果表明Ras通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)PI3K和脂質(zhì)筏ERK長時程增強（LTP），而Rap2和Rap1分別通過bulk膜JNK和溶酶體p38MAPK去增強和長時程抑制（LTD）。這些結(jié)果確立了一種有效的亞細胞特異性靶向遞送方法，并揭示了亞細胞作為同源Ras和Rap實現(xiàn)信號多樣性和特異性以控制多種形式的突觸可塑性的機制。同時這項研究提供了一個的調(diào)控工具和一個有效的研究策略，可能拓展亞細胞特定信號通路的系統(tǒng)和高通量的研究，促進開發(fā)靶向藥物以治療各種疾病。
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