Netrin-1/DCC信號調節神經元極性發育的分子機制研究

《Netrin-1/DCC信號調節神經元極性發育的分子機制研究》是依託東北師範大學，由俞華莉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：Netrin-1/DCC信號調節神經元極性發育的分子機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：俞華莉
• 依託單位：東北師範大學

項目摘要

成熟的神經元具有高度極化的軸樹突結構，保證了信息的單向傳遞，是構成功能性神經網路的基礎。大腦皮層投射神經元的極性建立發生在新生神經元從多極形態向雙極形態轉換，確立引導突為樹突雛形，尾隨突為軸突雛形，經動態遷移和胞體移位定居皮層板。生理條件下，關於胞外導向因子在神經元極性發育過程的作用尚缺乏深入研究。結合近幾年研究進展和我們的前期基礎，推測腦室層高表達的Netrin-1通過局部激活跨膜受體結腸癌缺失蛋白（Deleted in Colorectal Cancer，DCC），促進神經元從多極形態向雙極形態轉換。胞外信號調節激酶1/2（Extracellular Signal-Related Kinase 1/2，ERK1/2）受DCC調節，是影響神經元極性和命運的關鍵內部因素。本立項主要通過體內電轉技術以及細胞分子生物學手段，研究Netrin-1/DCC信號在神經元極性發育過程的作用及分子機制。

結題摘要

成熟的神經元具有高度極化的軸樹突結構，保證了信息的單向傳遞，是構成功能性神經網路的基礎。大腦皮層投射神經元的極性建立發生在新生神經元從多極形態向雙極形態轉換，確立引導突為樹突雛形，尾隨突為軸突雛形，經動態遷移和胞體移位定居皮層板。生理條件下，關於胞外導向因子在神經元極性發育過程的作用尚缺乏深入研究。Netrin-1是軸突導向因子Netrin家族的重要成員，在不同物種間高度保守。Netrin-1主要通過兩類受體影響神經元的軸突投射：DCCs和Unc5，分別介導軸突吸引和軸突排斥反應。目前，Netrin-1信號在神經元極性建立過程的作用並不明確。 本立項主要通過體內電轉技術以及細胞分子生物學手段，研究Netrin-1/DCC信號在神經元極性發育過程的作用及分子機制。本項目研究發現：DCC在胚胎期小鼠大腦皮層的中間區域高表達，中間區是新生神經元遷移形成額中間區，神經元在該區域完成多極形態向雙極形態轉換，暗示DCC可能參與新生神經元的極性轉換和遷移。免疫共沉澱實驗證明胚胎腦組織勻漿中內源表達的DCC與Dab1存在於同一個複合物中。GST-pulldown實驗證明DCC通過其胞內的P3結構域和Dab1的PTB結構域存在相互作用。Netrin-1結合到受體DCC上會引發胞內接頭蛋白Dab1分子發生磷酸化，並且這種磷酸化激活受Src家族激酶的活性的調節。敲減DCC的表達會延遲皮層神經元的輻射遷移，並且抑制神經元從多極向雙極的形態轉換。自發突變缺失DCC的P3結構域同樣影響神經元的輻射遷移和形態轉換以及Netrin-1介導的Dab1的磷酸化激活水平。Dab1的磷酸化或Fyn激酶的激活能夠補救干擾DCC所造成的遷移阻滯和神經元形態轉換異常，證明了Fyn激酶是Netrin-1下游調節Dab1磷酸化並參與調節皮層神經元遷移的主要Src家族激酶成員。綜上所述，本研究表明Netrin-1/DCC信號通過Fyn調節Reelin信號通路關鍵蛋白Dab1的磷酸化，從而影響皮層神經元的極性性態轉換和遷移，揭示了一條新的影響神經元形態轉換和遷移的關鍵信號通路。