最新Nature China亮點推薦(神經科學)
日期:2011-04-13 08:41:54
2007年自然出版集團宣布《Nature》出版集團的新出版物、名為Nature China的網站正式啟動。這一網站致力于聚焦中國大陸地區和香港的優秀科學成果,每周都會針對最新發表的論文,在此網站撰寫摘要和評述。本期的推薦研究文章包括:
Fu, A. K. et al. APC (Cdh1) mediates EphA4-dependent downregulation of AMPA receptors in homeostatic plasticity. Nature Neurosci. 14, 181–189 (2011).
人類的認知功能、包括記憶形成的過程,極依賴于神經系統的可塑性,即神經細胞會根據經驗,對自身功能進行調節,但當中神經信號傳導的分子機理,對科學界而言仍是個未解之謎。
香港科技大學新任理學院院長葉玉如與其研究隊伍,成功發現一種名為EphA4的細胞,其表面受體就是調控腦部可塑性的關鍵蛋白,這種蛋白能透過控制神經遞質受體的表達量,調節大腦信號傳導的活性。其實許多神經退化性疾病,均與腦部神經傳導功能障礙有關。葉玉如根據其研究結果提出,EphA4可以成為研發相關藥物的新靶點,對醫治與認知能力衰退有關的疾病如腦退化癥,相信可帶來一大突破。
同時,根據其研究結果,EphA4下游的信號蛋白,能夠調控神經傳導的效率,對維持肌肉力量和運動功能均起關鍵作用。運動神經與肌肉之間的通訊功能缺陷,正是肌肉萎縮癥等神經肌肉疾病的重要致病因素,故其新發現亦為這類疾病的醫療帶來新希望。
Zhang, J. et al. A role for orexin in central vestibular motor control. Neuron 69, 793–804 (2011).
來自南京大學生命科學學院,生物醫藥技術國家重點實驗室的研究人員發現一種小分子神經肽對機體經前庭外側核介導的軀體姿勢、運動平衡和負趨向性等相關運動行為的調控作用,挑戰了傳統理論,這不僅有利于認識這種神經,而且對于深入理解猝倒癥的發病機制具有重要的臨床指導價值,這一研究成果公布在神經科學頂級期刊《Neuron》上。
這種小分子神經肽即新近發現的Orexin,Orexin因其強烈的促食欲作用而得名。已經發現,起源于下丘腦外側區/穹窿周區的中樞orexin能神經系統在機體能量代謝、藥物成癮、獎賞和情緒反應等許多非軀體性活動中發揮重要功能。有趣的是,orexin缺乏可致人和動物發生嗜睡-猝倒癥(narcolepsy-cataplexy),一種表現為白天無法用意志控制的過多睡眠發作以及毫無預警的突然昏睡或猝倒。該病遍發于世界各地,且不分年齡種族。猝倒發作時患者雖意識清醒,但卻因軀體肌肉張力的突然消失而癱倒,并短暫喪失任何運動和行為能力,因而是一種極危險的運動性疾病。近年來,對orexin在睡眠覺醒和嗜睡癥發作中的作用已日漸了解,但對其在軀體運動控制和猝倒癥發病機制中的作用仍知之甚少,而對猝倒癥也沒有有效的治療手段。
在這篇文章中,研究人員發現orexin能夠直接興奮大鼠皮層下肌張力調控中樞前庭外側核(lateral vestibular nucleus)的主神經元并增強其敏感性,進而調控機體經前庭外側核介導的軀體姿勢、運動平衡和負趨向性等相關運動行為。特別有趣的是,內源性orexin對前庭外側核運動調控的作用,在動物面臨運動挑戰(motor challenge)而非靜息或一般運動時顯得尤為關鍵;并且,動物面臨的運動挑戰愈大,這種來自下丘腦的orexin能神經調控對經前庭外側核介導的運動執行就愈顯得關鍵。該項工作不僅揭示了orexin對中樞運動結構有直接的興奮性作用,而且強烈地提示:對中樞運動結構的orexin能神經支配缺失和/或功能紊亂很可能是orexin缺陷導致猝倒癥的重要病因之一。
這項研究結果挑戰了orexin缺陷導致猝倒癥的病因是由于其影響中樞睡眠覺醒系統或獎賞系統的傳統理論,為揭示中樞orexin能神經系統新的生理功能——運動調控提供了直接的證據。研究成果不僅對于全面認識orexin的生理功能具有重要的基礎理論意義,而且對于深入理解猝倒癥的發病機制具有重要的臨床指導價值,有助于臨床治療新策略、新藥物和新靶點的研發。
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