眯眼笑的卡卡西 眯眼笑的卡卡西
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中国科学家发现引导神经生长方向的新机制 3月10日,国际权威期刊《自然》(《Nature》)刊登了中国科学家关于发现引导神经生长方向新机制的研究成果。科学院上海生命科学研究院神经科学研究所袁小兵和王以政研究员领衔的研究组合作,在国际上首次发现:神经纤维最前端生长锥的细胞膜上有一类称为“瞬间受体电位通道”(TRPC)的阳离子通道起着传递神经纤维生长“方向指令”的关键作用。 神经纤维的生长主要是尖端生长,生长中的神经纤维最前端是一个被称为生长锥的结构。它具有高度动态,活跃地探索细胞外的环境、感受外界的导向因子,引导神经纤维朝特定的方向生长,逐步形成神经网络。但是,在这个神秘的过程中,导向因子是怎样引导生长纤维的生长方向?神经纤维生长方向的调控机制一直是一个谜,成为当前国际神经生物学关注的热点。 在研究中,袁小兵和王以政研究员带领学生应用生长锥转向分析法,在大量分子生物学实验的基础上,首次观察到神经纤维外的导向因子“脑原性神经营养因子”(BDNF)通过打开“瞬间受体电位通道”(TRPC),导致生长锥内的钙离子浓度增加。钙是促使神经元生长必需的重要物质,这样一个过程引导了神经纤维朝“脑原性神经营养因子”(BDNF)浓度高的一侧生长,从而影响到神经纤维的生长方向。这项工作阐明了“脑原性神经营养因子”(BDNF)激发钙离子内流信号转导的一个重要环节,揭示了“瞬间受体电位通道”(TRPC)的新功能。 据介绍,脑和脊椎等部位的中枢神经是神经网络中最重要的部分。我国科学家的这项研究有助于明确中枢神经纤维的生长和再生机制、揭开调控神经纤维生长状态和方向的谜团,对人类认识神经网络形成具有重要意义,为临床上中枢神经的发育和损伤后修复的研究做了重要的基础理论铺垫。神经元由神经纤维和神经细胞体组成,其中,神经纤维起着重要的电信号传导作用。神经系统是一个由数以亿计的神经元相互联系组成的复杂网络,动物的各种基本生理活动如呼吸、心跳、分泌、感觉、运动,乃至人类的情感、学习、记忆、思维都依靠精确的神经传导的参与和调控。 大脑作为人体的“司令部”,它怎样进行学习、感知、记忆和思维?当脑重大疾病日益危害人类健康时,人们是否能够找到修复脑损伤的有效措施?这些有赖于科学家对人脑神经系统中精确的神经回路的形成和发育机理的认识。今天,国际权威学术期刊《自然》发表了我国科学家发现引导神经生长方向新机制的研究成果。中国科学院上海生命科学院神经科学研究所袁小兵和王以政研究员领导的研究组合作发现,有一类称为TRPC的细胞膜阳离子通道起着传递“方向指令”的关键作用。  阐明发育过程中神经纤维生长方向是如何被“引导”和“调控”的,是当前神经生物学关注的前沿问题之一。据介绍,生长中的神经纤维的最前段,有一个形如倒锥体被称为“生长锥”的结构,它具有像变形虫一样的高度动态,时刻像一个准备出击的“战士”,活跃地探索细胞外的环境,感受外界导向因子,引导神经纤维朝特定的方向生长,逐步形成神经网络。但是,在这一过程中导向因子如何“引导”神经生长方向的分子机理此前尚未完全揭示。  此次袁小兵和王以政研究员及其学生李艳、贾怡昌等应用生长锥转向分析方法,首次观察到神经细胞外的导向因子———一种称为BDNF的蛋白质,在把信号传递到细胞膜内过程中,能打开一种称为TRPC的细胞膜阳离子通道,促使神经纤维最前段生长锥内的钙离子浓度增加,从而能引导神经纤维朝BDNF浓度高的一侧方向生长。该研究揭示了引导神经信号需要激发钙通透的离子通道———TRPC这类阳离子通道新的功能,这将对研究神经损伤再生机制提供新的启发,国外同行审稿人认为,“这是一项做得很好也很重要的研究”。 “补钙”,决定了神经生长的“前进”方向。上海科学家经数年研究,首次揭示神经生长发育过程中的“补钙”机理:引导神经生长的营养因子BDNF引起连锁反应,最终成功在细胞膜上为外部钙离子打开TRPC通道。昨天出版的国际权威杂志《自然》上发表了这一原创成果。
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