解析神经元强韧的秘密

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解析神经元强韧的秘密
2 B2 T7 n' j3 ~3 v' D2013-04-16 15:55:05 来源：生物360 作者：koo( K/ R5 j0 [; L

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& `3 A/ A3 H+ H4 X人体中的神经细胞可以达到1米长，而且不会发生断裂或瓦解，是什么让神经细胞如此强韧呢？/ D* G4 P& X7 A  c$ Y
日前，伊利诺伊大学（University of Illinois）的研究人员发现，细胞骨架成分中的一种独特修饰，让神经元上长长的轴突特别强韧，这一发现将帮助人们更好的对神经退行性疾病进行治疗。相关论文刊登在了近期出版的《神经元》（Neuron）杂志上。! B5 I0 g" ]/ {6 N8 D% F
微管是由微管蛋白（tubulin）聚合而成的中空长圆柱，是机体所有细胞内的重要骨架。神经元中的微管负责细胞内运输、促进轴突生长，是神经形态形成的基础。' }# Z9 D. ?8 w* U
研究人员表示，除了神经元之外，细胞的微管处于持续动态中，不断经历拆卸和重建。在机体中只有神经元生长得如此之长，而且一旦生成这些神经元就将伴随个体一生。$ b* V1 r* e9 Z. L6 o
与其他细胞相比，神经元中的微管特别稳定，能够耐受多种实验条件。例如，在低温、Ca2+或有丝分裂抑制剂等条件下，一般细胞中的微管会瓦解，但神经元中的微管却依然稳定。这样的稳定性对于轴突的正常生长和维持很重要。不过，在衰老或神经退行性变中，神经元微管过于稳定也会损害神经元的正常功能。# W* e0 o( ^: K2 _" o
神经元的稳定性依赖于微管蛋白（tubulin）的一种独特修饰。研究人员利用多方法解析了微管蛋白（tubulin）上的修饰，以及该修饰发生的位点。他们发现，微管蛋白（tubulin）上容易破裂的薄弱环节，都通过化学键连上了多胺，而且负责添加这些保护性的多胺的是谷氨酰胺转移酶（transglutaminase）。5 O& x- Y- a% C, x) E8 \: q
研究显示，谷氨酰胺转移酶催化翻译后修饰，给微管蛋白的薄弱环节添加了多胺，增加了蛋白所带的正电荷。研究人员在体内和体外实验中，分别抑制了神经元中的多胺合成和谷氨酰胺转移酶活性，使神经元微管的稳定性显著降低。  x( Z7 @& ]( y! I- c  y1 v  a- }
封闭微管蛋白（tubulin）的薄弱位点，使神经元微管获得了非凡的稳定性，Brady说。研究人员还指出，微管稳定性的增加与神经元可塑性降低有关。在衰老和一些神经退行性疾病的进程中，神经元微管过于稳定降低了神经元的可塑性，损害了神经元的正常功能。他们认为，进一步研究将有助于开发预防神经退行性变的新途径，并且帮助人们实现神经再生。9 L! g8 H: y9 D( x2 V, c
原文检索：
% b: Q4 Z( g$ q' NYuyu Song, Laura L. Kirkpatrick, Scott T. Brady et al. Transglutaminase and Polyamination of Tubulin: Posttranslational Modification for Stabilizing Axonal Microtubules. Neuron, 10 April 2013; DOI: 10.1016/j.neuron.2013.01.036