《JIP1與JIP3協同介導TrkB順軸突轉運及其機制研究》是依託山東大學，由孫濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：JIP1與JIP3協同介導TrkB順軸突轉運及其機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孫濤
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
腦源性神經營養因子（BDNF）在調控神經元突起生長及突觸可塑性中發揮著關鍵作用，它的生物學功能主要由神經元膜表面的TrkB受體介導。研究顯示,神經元內TrkB正確轉運至軸突末端，對於突觸前BDNF信號的實現十分重要。我們前期工作發現，在體外培養的海馬神經元中JNK相互作用蛋白1（JIP1）與JIP3都參與TrkB的順軸突轉運，並且它們可以協同解除kinesin-1的自抑制。在此基礎上，我們將綜合運用基因敲除小鼠、坐骨神經結紮、微管結合實驗和分子克隆技術，在小鼠體內進一步明確JIP1與JIP3是否協同介導TrkB的順軸突轉運，並研究JIP1與JIP3協同解除kinesin-1自抑制的分子機制，最終將證實這一雙分子調控模型是否適用於TrkB之外其他貨物的順軸突轉運。本研究有助於深入認識TrkB順軸突轉運的精確調控機制，並為人們更好地理解kinesin-1介導的貨物轉運調控提供一個參考模型。
結題摘要
腦源性神經營養因子（BDNF）作為神經營養因子家族的成員之一，在神經元活性依賴的突觸功能變化中發揮著十分重要的作用。在腦中，由靶組織所分泌的BDNF可以與位於軸突末端的高親和性受體TrkB結合，使神經元對靶組織的指令進行應答。所以，神經元內TrkB正確轉運至軸突末端，對於突觸前BDNF信號的實現十分重要。目前已證實，TrkB的順軸突轉運是在支架蛋白JIP3或複合體Slp1/Rab27B/CRMP-2的介導下結合到馬達蛋白kinesin-1實現的。但是馬達蛋白需要消耗ATP來介導貨物的胞內運輸，所以kinesin-1在空載狀態下一般是通過自抑制來避免浪費ATP的，對於TrkB裝載到kinesin-1上後kinesin-1的自抑制解除機制目前尚無相關報導。在本研究中，我們首先利用購買的JIP1敲除小鼠，藉助坐骨神經結紮和活細胞拍照等技術，從多個角度證實了JIP1亦可以調控TrkB的順軸突轉運。其次，我們又藉助免疫細胞化學染色技術，活細胞拍照技術，分子克隆技術等證實了JIP1和JIP3可以協同介導TrkB的順軸突轉運。目前已有研究證實，kinesin-1自抑制存在兩種機制：第一種，KHC的尾部在空載情況下可以包裹它的馬達結構域，進而抑制ADP從馬達結構域上釋放，使KHC從微管上脫離下來；第二種，KLC可以將兩個馬達結構域從空間上分離開來，從而抑制kinesin-1以正常形態結合到微管上去。我們通過分子克隆技術和微管結合實驗的研究證實，JIP1與kinesin-1的重鏈KHC和輕鏈KLC的結合，以及JIP3同時與KLC的結合可以協同解除kinesin-1的自抑制效應，使其可以結合到微管上並進行運輸。進一步的，我們再次藉助免疫細胞化學染色技術證實了JIP1與JIP3協同解除kinesin-1自抑制的模型適用於TrkB的順軸突轉運過程。最後，我們則利用microfluidic chamber技術和免疫細胞化學染色實驗驗證了JIP1與JIP3可以通過協同介導TrkB的順軸突轉運調節軸突末端BDNF誘導的TrkB的逆向信號。我們的這些研究將深化我們對TrkB順軸突轉運調節機制的理解，並為我們提供了一個新的kinesin-1的自抑制解除模型。
