科学家揭示了神经细胞极性维持的机制

原标题:科学家揭示了神经细胞的极性维持机制

电有正负电子，磁有北极和南极，细胞也有极性特征。在自然界中，有许多可直接感知的细胞极性现象。例如，当涡虫的切割体再生时，头部从面向原始头部的部分再生，尾部从面向原始尾部的部分再生。近日，中国科技大学生命科学学院王王朝教授的研究小组揭示了维持神经细胞极性的分子机制，相关结果在美国在线发表于《国家科学院院刊》。

神经系统是人体最重要的功能调节系统。神经细胞作为神经系统的基本结构和功能单位，是高度极化的细胞。典型的神经细胞由接收信号的树突、细胞体和传递信号的轴突组成。不同的物质构成不同形状的树突、细胞体和轴突及其独特的生理功能，从而维持神经细胞的极性。

支架蛋白是生物学中许多关键信号通路的重要调节因子。一种名为“锚蛋白-G”的神经支架蛋白是神经细胞轴突起始段中最重要的蛋白质复合物组织者，也是起始段的标志性蛋白。这种蛋白质通过选择性调节进入轴突的蛋白质和特定细胞器来维持神经细胞形成的轴突和树突的极性。然而，这种选择性调节物质进入和离开轴突的分子基础仍不清楚。

在这项研究中，王朝研究小组通过体外生化实验，确定了安克林-G与细胞中重要分子运动复合体的调节蛋白Ndel1之间的直接相互作用，并进行定量结合能力检测。通过系统地比较两种蛋白质之间结合的解离常数，在生化水平上系统地分析复合物的组装。通过对小鼠海马神经元中Ankyrin-G/Ndel1复合物的一系列细胞生物学研究，研究组发现Ankyrin-G/Ndel1复合物可以选择性地阻止不属于轴突的物质进入神经轴突起始段的轴突，从而维持神经细胞的极性。

本研究工作为了解神经细胞轴突起始段的组织结构和维持神经极性提供了结构基础，也为研究相应基因突变引起的人类精神系统疾病的发病机制提供了理论基础。