來(lái)自加州大學(xué)舊金山分校，霍德華休斯醫(yī)學(xué)院等處的研究人員首次發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)元高活性和高爾基體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,，并由此揭示出了神經(jīng)元活性對(duì)細(xì)胞器結(jié)構(gòu)造成的前所未知的影響,，這不僅可用于解析高爾基體中的蛋白加工和運(yùn)送過(guò)程，而且也有助于解析神經(jīng)細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo),。相關(guān)成果公布在1月的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）雜志在線版上,。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是著名的詹裕農(nóng)(Yuh-Nung Jan) 葉公杼(Lily Yeh Jan)夫妻，他們的主要研究方向是離子通道和神經(jīng)發(fā)育等方面,，不僅他們的工作得到了許多人的肯定,，并且從他們實(shí)驗(yàn)室中也走出了多位華人科學(xué)家，其中包括獲得Science雜志“青年科學(xué)家獎(jiǎng)”的時(shí)松海,，哥倫比亞大學(xué)楊建,，麻省理工學(xué)院的沈華智和北京大學(xué)饒毅等等。
高爾基體是一種由成摞的扁囊和小泡組成,，與細(xì)胞的分泌活動(dòng)和溶酶體的形成有關(guān)的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu),，這種結(jié)構(gòu)起著區(qū)分蛋白質(zhì)和搬運(yùn)蛋白質(zhì)的作用，有趣的是自其于1898年被發(fā)現(xiàn)以來(lái)引起一些爭(zhēng)論,。最初的爭(zhēng)論是這種結(jié)構(gòu)是否根本就不存在，之后又轉(zhuǎn)向了高爾基體是一個(gè)永久結(jié)構(gòu),，還是是轉(zhuǎn)瞬即逝的結(jié)構(gòu),。
現(xiàn)在科學(xué)研究證明，高爾基體復(fù)合物在細(xì)胞功能的許多方面都扮演了重要角色,，比如膜蛋白和分泌蛋白的運(yùn)輸和分類,，以及糖基化的翻譯后修飾等。在這篇文章中,，研究人員集中分析了神經(jīng)細(xì)胞中高爾基體的作用,。
研究人員觀察到了海馬神經(jīng)細(xì)胞在高興奮狀態(tài)下，高爾基體復(fù)合物的可逆片段,，并且這些片段同時(shí)也存在于高活性（hyperactivity）培養(yǎng)神經(jīng)元中,，這些神經(jīng)元由于長(zhǎng)期封阻在GABAA介導(dǎo)的抑制作用,，或者NMDA受體拮抗劑被去除的情況下，而呈現(xiàn)出高度活性,。
這項(xiàng)研究搭建起了神經(jīng)元高度活性和高爾基體結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,，從中揭示出了一種此前未發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)元活性對(duì)細(xì)胞器結(jié)構(gòu)造成的影響，這將有助于解析高爾基體中的蛋白加工過(guò)程,，以及運(yùn)送過(guò)程,，并也有助于解析神經(jīng)細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)。
近期詹裕農(nóng),，葉公杼研究組還在Cell雜志上發(fā)表文章,，利用TMEM16F敲除小鼠模型，發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)膜上出現(xiàn)磷脂紊亂的一種新機(jī)制,，磷脂紊亂是血小板凝固過(guò)程中血小板激活的一個(gè)關(guān)鍵前步驟,。
之前的研究曾發(fā)現(xiàn)了一種屬于TMEM16跨膜蛋白家族，稱為TMEM16F的蛋白,，造成Scott綜合癥的可能原因之一就是編碼這種蛋白的基因發(fā)生了突變,，因此鈣離子依賴性脂質(zhì)紊亂，磷脂拼接活性存在缺陷,。而這篇文章中,，研究人員構(gòu)建了一個(gè)TMEM16F敲除小鼠，此種小鼠存在出血缺陷,，在鈣離子依賴性磷脂酰絲氨酸存在的情況下會(huì)出現(xiàn)血小板缺乏癥,，在血小板前體巨核細(xì)胞中會(huì)缺乏鈣離子激活的陽(yáng)離子電流。同時(shí)研究人員也發(fā)現(xiàn)TMEM16F異源表達(dá)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小電導(dǎo)鈣離子激活非選擇性陽(yáng)離子（small-conductance Ca2+-activated nonselective cation ,，SCAN）電流,，此電流產(chǎn)生sp單通道電導(dǎo)，而不是CaCC（鈣離子激活氯離子通道）,。(生物谷Bioon.com)
doi: 10.1073/pnas.1220978110
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Increased neuronal activity fragments the Golgi complex
Desiree A. Thayer, Yuh Nung Jan, and Lily Yeh Jan1
The Golgi complex is essential for many aspects of cellular function, including trafficking and sorting of membrane and secretory proteins and posttranslational modification by glycosylation. We observed reversible fragmentation of the Golgi complex in cultured hippocampal neurons cultured in hyperexcitable conditions. In addition, Golgi fragmentation was found in cultured neurons with hyperactivity due to prolonged blockade of GABAA-mediated inhibition or withdrawal of NMDA receptor antagonism. The interplay between neuronal hyperactivity and Golgi structure established in this study thus reveals a previously uncharacterized impact of neuronal activity on organelle structure. This finding may have important roles in protein processing and trafficking in the Golgi as well as effects on neuronal signaling.
