3月10日，國際權(quán)威期刊《自然》（《Nature》）刊登了中國科學(xué)家關(guān)于發(fā)現(xiàn)引導(dǎo)神經(jīng)生長方向新機制的研究成果?？茖W(xué)院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所袁小兵和王以政研究員領(lǐng)銜的研究組合作,，在國際上首次發(fā)現(xiàn)：神經(jīng)纖維最前端生長錐的細胞膜上有一類稱為“瞬間受體電位通道”（TRPC）的陽離子通道起著傳遞神經(jīng)纖維生長“方向指令”的關(guān)鍵作用。
神經(jīng)纖維的生長主要是尖端生長,，生長中的神經(jīng)纖維最前端是一個被稱為生長錐的結(jié)構(gòu),。它具有高度動態(tài)，活躍地探索細胞外的環(huán)境,、感受外界的導(dǎo)向因子,，引導(dǎo)神經(jīng)纖維朝特定的方向生長，逐步形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),。但是,，在這個神秘的過程中，導(dǎo)向因子是怎樣引導(dǎo)生長纖維的生長方向,？神經(jīng)纖維生長方向的調(diào)控機制一直是一個謎,，成為當前國際神經(jīng)生物學(xué)關(guān)注的熱點,。
在研究中，袁小兵和王以政研究員帶領(lǐng)學(xué)生應(yīng)用生長錐轉(zhuǎn)向分析法,，在大量分子生物學(xué)實驗的基礎(chǔ)上,，首次觀察到神經(jīng)纖維外的導(dǎo)向因子“腦原性神經(jīng)營養(yǎng)因子”（BDNF）通過打開“瞬間受體電位通道”（TRPC），導(dǎo)致生長錐內(nèi)的鈣離子濃度增加,。鈣是促使神經(jīng)元生長必需的重要物質(zhì),，這樣一個過程引導(dǎo)了神經(jīng)纖維朝“腦原性神經(jīng)營養(yǎng)因子”（BDNF）濃度高的一側(cè)生長，從而影響到神經(jīng)纖維的生長方向,。這項工作闡明了“腦原性神經(jīng)營養(yǎng)因子”（BDNF）激發(fā)鈣離子內(nèi)流信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的一個重要環(huán)節(jié),，揭示了“瞬間受體電位通道”（TRPC）的新功能。
據(jù)介紹,，腦和脊椎等部位的中樞神經(jīng)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中最重要的部分,。我國科學(xué)家的這項研究有助于明確中樞神經(jīng)纖維的生長和再生機制、揭開調(diào)控神經(jīng)纖維生長狀態(tài)和方向的謎團,，對人類認識神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成具有重要意義,，為臨床上中樞神經(jīng)的發(fā)育和損傷后修復(fù)的研究做了重要的基礎(chǔ)理論鋪墊。神經(jīng)元由神經(jīng)纖維和神經(jīng)細胞體組成,，其中,，神經(jīng)纖維起著重要的電信號傳導(dǎo)作用。神經(jīng)系統(tǒng)是一個由數(shù)以億計的神經(jīng)元相互聯(lián)系組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),，動物的各種基本生理活動如呼吸,、心跳、分泌,、感覺,、運動，乃至人類的情感,、學(xué)習(xí),、記憶、思維都依靠精確的神經(jīng)傳導(dǎo)的參與和調(diào)控,。
大腦作為人體的“司令部”,，它怎樣進行學(xué)習(xí)、感知,、記憶和思維,？當腦重大疾病日益危害人類健康時，人們是否能夠找到修復(fù)腦損傷的有效措施,？這些有賴于科學(xué)家對人腦神經(jīng)系統(tǒng)中精確的神經(jīng)回路的形成和發(fā)育機理的認識,。今天，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表了我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)引導(dǎo)神經(jīng)生長方向新機制的研究成果。中國科學(xué)院上海生命科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所袁小兵和王以政研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究組合作發(fā)現(xiàn),，有一類稱為TRPC的細胞膜陽離子通道起著傳遞“方向指令”的關(guān)鍵作用,。
闡明發(fā)育過程中神經(jīng)纖維生長方向是如何被“引導(dǎo)”和“調(diào)控”的，是當前神經(jīng)生物學(xué)關(guān)注的前沿問題之一,。據(jù)介紹,，生長中的神經(jīng)纖維的最前段，有一個形如倒錐體被稱為“生長錐”的結(jié)構(gòu),，它具有像變形蟲一樣的高度動態(tài)，時刻像一個準備出擊的“戰(zhàn)士”,，活躍地探索細胞外的環(huán)境,，感受外界導(dǎo)向因子，引導(dǎo)神經(jīng)纖維朝特定的方向生長,，逐步形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),。但是，在這一過程中導(dǎo)向因子如何“引導(dǎo)”神經(jīng)生長方向的分子機理此前尚未完全揭示,。
此次袁小兵和王以政研究員及其學(xué)生李艷,、賈怡昌等應(yīng)用生長錐轉(zhuǎn)向分析方法，首次觀察到神經(jīng)細胞外的導(dǎo)向因子———一種稱為BDNF的蛋白質(zhì),，在把信號傳遞到細胞膜內(nèi)過程中,，能打開一種稱為TRPC的細胞膜陽離子通道，促使神經(jīng)纖維最前段生長錐內(nèi)的鈣離子濃度增加,，從而能引導(dǎo)神經(jīng)纖維朝BDNF濃度高的一側(cè)方向生長,。該研究揭示了引導(dǎo)神經(jīng)信號需要激發(fā)鈣通透的離子通道———TRPC這類陽離子通道新的功能，這將對研究神經(jīng)損傷再生機制提供新的啟發(fā),，國外同行審稿人認為,，“這是一項做得很好也很重要的研究”。
“補鈣”,，決定了神經(jīng)生長的“前進”方向,。上海科學(xué)家經(jīng)數(shù)年研究,，首次揭示神經(jīng)生長發(fā)育過程中的“補鈣”機理：引導(dǎo)神經(jīng)生長的營養(yǎng)因子BDNF引起連鎖反應(yīng),，最終成功在細胞膜上為外部鈣離子打開TRPC通道。昨天出版的國際權(quán)威雜志《自然》上發(fā)表了這一原創(chuàng)成果,。
在國際上首次發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的是中科院上海生命科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所袁小兵,、王以政兩位研究員及其小組。袁小兵說,，人體內(nèi)神經(jīng)纖維正確生長“前進”,，營養(yǎng)因子BDNF是已知“引路人”之一，可它令神經(jīng)“聽話”的機理之前卻未被完全揭示。此次研究表明,，營養(yǎng)因子BDNF就像一把鑰匙,，經(jīng)過與受體蛋白結(jié)合、激活信號分子的連鎖反應(yīng),，在細胞內(nèi)釋放出微量鈣離子,。這些鈣離子可進一步打通細胞膜上的陽離子通道TRPC，引入神經(jīng)轉(zhuǎn)向所需的大量鈣離子,。生長中的神經(jīng)纖維最前端,，哪一側(cè)細胞中鈣離子濃度較高，神經(jīng)就往哪里長,。這一結(jié)果有助于揭示神經(jīng)發(fā)育的奧秘,，對神經(jīng)損傷再生的研究提供理論借鑒，為開發(fā)和設(shè)計有利于神經(jīng)再生藥物提供新思路,。
據(jù)介紹,，人類的情感、學(xué)習(xí),、記憶,、思維等都有賴于各條設(shè)計精確的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參與及調(diào)控，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)育的失調(diào)或缺陷勢必造成神經(jīng)功能的紊亂,。因此,，神經(jīng)纖維導(dǎo)向機制已成為腦科學(xué)的研究熱點之一。
我們的大腦就像一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò),，神經(jīng)纖維的生長應(yīng)該向左走還是向右走,，才是正確方向？中科院上海生命科學(xué)研究院昨天宣布,，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一把“蛋白質(zhì)鑰匙”,，能打開一條名叫TRPC的離子通道，由此點亮鈣離子“信號燈”,，引導(dǎo)神經(jīng)纖維沿指定方向生長,。
昨天出版的英國《自然》雜志發(fā)表了神經(jīng)科學(xué)研究所的這一成果。這也是繼《細胞》之后上海生命科學(xué)院原創(chuàng)成果今年再次叩開國際高水準學(xué)術(shù)期刊的大門,?！蹲匀弧穼徃迦苏J為：這是一項做得很好，同時也很重要的研究,。
課題組袁小兵,、王以政博士為記者形象描繪了一幅“大腦神經(jīng)纖維生長圖”：如果把神經(jīng)纖維的生長比喻成一輛前進的汽車，那么,，其前端結(jié)構(gòu)“生長錐”如同一個“導(dǎo)航儀”——它活躍地探索細胞外環(huán)境,，捕捉各種導(dǎo)向信號,，然后引導(dǎo)“汽車”正確生長前進，逐步形成大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),。但科學(xué)家不清楚,，導(dǎo)向信號發(fā)揮作用的機制到底如何？
在歷時2年的研究中,，神經(jīng)所科研人員發(fā)現(xiàn)：一個名叫BDNF的蛋白質(zhì),，正是這樣一把“神奇鑰匙”。在許許多多的“離子公路”中,，它能選擇并打開一條正確的“直通道”,，從而點亮了一盞“鈣離子信號燈”，引導(dǎo)神經(jīng)纖維向離子濃度高的一側(cè)生長,。
那么,，這項成果對于我們研究大腦到底有什么意義呢？袁小兵博士謹慎地解釋：它可能為探索神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)育,、治療神經(jīng)損傷，指明一條新的途徑,。事實上,，一旦神經(jīng)纖維的生長“迷失方向”，將引發(fā)各種大腦病癥,。不久的將來,，或許可以用“信號燈”的方法，影響神經(jīng)纖維生長方向,。“當然,，這項基礎(chǔ)研究離臨床還有很遠的距離。”袁小兵說,。
國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)今天發(fā)表我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)引導(dǎo)神經(jīng)生長方向新機制的研究成果 中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所袁小兵博士和王以政博士領(lǐng)導(dǎo)的研究組合作研究發(fā)現(xiàn),神經(jīng)纖維最前端生長錐的細胞膜上有一類稱為TRPC的陽離子通道起著傳遞“方向指令”的關(guān)鍵作用,。
袁小兵博士和王以政博士等科研人員應(yīng)用生長錐轉(zhuǎn)向分析方法,首次觀察到神經(jīng)細胞外的導(dǎo)向因子BDNF能打開非選擇性陽離子通道TRPC,導(dǎo)致神經(jīng)纖維最前端生長錐內(nèi)的鈣離子濃度增加,進而引導(dǎo)神經(jīng)纖維朝BDNF濃度高的一側(cè)生長。這項工作闡述了BDNF是激發(fā)鈣離子內(nèi)流信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的一個重要環(huán)節(jié),揭示了TRPC這類陽離子通道新的功能,對研究神經(jīng)損傷再生機制提供了新的思路,。神經(jīng)系統(tǒng)是一個由數(shù)以千億計神經(jīng)元相互聯(lián)系組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),動物的各種基本生理活動乃至人類的高度行為賴于精確的神經(jīng)回路的參與及調(diào)控,。袁小兵等科研人員揭示發(fā)育過程中神經(jīng)纖維生長方向如何被調(diào)控,具有重要的科學(xué)意義。
今天,，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)引導(dǎo)神經(jīng)生長方向新機制的研究成果,，中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所研究員袁小兵博士和王以政博士領(lǐng)導(dǎo)的研究組經(jīng)過兩年多的合作研究發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)纖維最前端生長錐的細胞膜上有一類稱為TRPC的陽離子通道起著傳遞“方向指令”的關(guān)鍵作用,。
闡明發(fā)育過程中神經(jīng)纖維生長方向是如何被調(diào)控的,，是當前神經(jīng)生物學(xué)關(guān)注的關(guān)鍵問題之一。已有的研究表明,，神經(jīng)纖維的生長主要是尖端生長,，即新物質(zhì)主要被組裝在神經(jīng)纖維的最前端,。生長中的神經(jīng)纖維最前端，有一個被稱為生長錐的結(jié)構(gòu),，它具有像變形蟲一樣的高度動態(tài),，活躍地探索細胞外環(huán)境，感受外界導(dǎo)向因子,，引導(dǎo)神經(jīng)纖維朝特定的方向生長, 逐步形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),。但是，這個過程中導(dǎo)向因子如何引導(dǎo)神經(jīng)生長方向的分子機理此前尚未完全揭示,。
據(jù)介紹,，此次袁小兵和王以政及其學(xué)生李艷、賈怡昌,、崔凱等應(yīng)用生長錐轉(zhuǎn)向分析方法,，首次觀察到神經(jīng)細胞外的導(dǎo)向因子BDNF能打開非選擇性陽離子通道TRPC，導(dǎo)致神經(jīng)纖維最前端生長錐內(nèi)的鈣離子濃度增加,，進而引導(dǎo)神經(jīng)纖維朝BDNF濃度高的一側(cè)生長,。這項工作闡述了BDNF是激發(fā)鈣離子內(nèi)流信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的一個重要環(huán)節(jié)，揭示了TRPC這類陽離子通道新的功能,，對研究神經(jīng)損傷再生機制提供了新的啟發(fā),。
該研究論文的一位審稿人評論說，“這是一項做得很好也很重要的研究”,。據(jù)介紹,，神經(jīng)系統(tǒng)是一個由數(shù)以千億計神經(jīng)元相互聯(lián)系組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，動物的各種基本生理活動如呼吸,、心跳,、分泌、感覺,、運動,，乃至人類的高等行為如情感、學(xué)習(xí),、記憶,、思維等都有賴于精確的神經(jīng)回路的參與及調(diào)控。而神經(jīng)回路發(fā)育的失調(diào)或缺陷勢必造成神經(jīng)功能的紊亂,。
權(quán)威專家認為,，揭示發(fā)育過程中神經(jīng)纖維生長方向是如何被調(diào)控的，具有極其重要的科學(xué)意義,。
