子科生物報道：中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所孟文翔研究組首次報道不對稱微管網(wǎng)絡(luò)分布是促進神經(jīng)元的極性建立的重要因素。在神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過程中，神經(jīng)元的極性建立和遷移占據(jù)著重要的作用。皮層神經(jīng)元誕生于腦室區(qū)并遷移至特定的細胞層并形成軸突和樹突，建立突觸連接，最終形成神經(jīng)環(huán)路以行使信號傳遞的功能。

微管作為一種細胞骨架結(jié)構(gòu)，在神經(jīng)元的極性建立以及遷移過程中起著主導性的作用。目前關(guān)于微管在神經(jīng)元軸突決定過程中的作用主要集中于微管穩(wěn)定性以及微管乙?；募僬f，但還缺乏實質(zhì)性的證據(jù)。這項發(fā)表在PNAS上的論文對上述問題進行了深入探討。

在本研究中，研究人員重點研究了非中心體微管負端蛋白質(zhì)CAMSAP1在神經(jīng)元的極性建立中的作用。通過對Camsap1 基因敲除的小鼠研究發(fā)現(xiàn)，CAMSAP1的缺失會導致神經(jīng)元的極性建立障礙，表現(xiàn)為神經(jīng)元多根軸突的形成以及神經(jīng)元遷移的阻滯，并影響正常大腦皮層分層的形成。該研究組與汪迎春研究組協(xié)作通過質(zhì)譜和免疫共沉淀證實CAMSAP1和極性信號激酶MARK2之間存在互作。MARK2可對CAMSAP1 CKK結(jié)構(gòu)域中第1485位的絲氨酸進行磷酸化，從而改變CAMSAP1的微管結(jié)合能力以及對微管的保護能力，進而引起神經(jīng)元突起間微管網(wǎng)絡(luò)的不對稱分布。CAMSAP1的這種不對稱分布作為神經(jīng)元極化的一個觸發(fā)因素，通過誘發(fā)微管的在神經(jīng)突起中不均衡來控制神經(jīng)元的極性建立。本研究揭示了一個微管網(wǎng)絡(luò)指導神經(jīng)元極化的新機制。

該研究的第一作者周崢嶸博士說：“我們的研究回答了一個長期困擾神經(jīng)學家的問題，即微管網(wǎng)絡(luò)在神經(jīng)元極性建立的過程中其決定性因素是什么？實際上，穩(wěn)定的非中心體微管負端構(gòu)成了新生微管的“萌芽”，在神經(jīng)元極化的早期，這些“萌芽”的穩(wěn)定性差異改變了微管網(wǎng)絡(luò)，非對稱分布的微管網(wǎng)絡(luò)以及伴隨發(fā)生的微管穩(wěn)定性及修飾的改變，最終觸發(fā)了神經(jīng)元極化的進程”。

該研究于2020年8月24日正式發(fā)表于PNAS雜志，文章題目為“CAMSAP1 Breaks the Homeostatic Microtubule Network to Instruct Neuronal Polarity”。孟文翔研究組周崢嶸博士為本文的第一作者。該研究獲得了國家自然科學基金項目、科技部973項目的資助。

原文標題：

CAMSAP1 Breaks the Homeostatic Microtubule Network to Instruct Neuronal Polarity