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杜克大学闫冬团队揭示参与间隙连接形成的分子机制

已有 796 次阅读 2020-11-26 08:49 |个人分类:小柯生命|系统分类:论文交流

2020年11月25日,《发育细胞》在线发表了美国杜克大学团队的最新研究成果。研究人员阐明了膜蛋白CASPR参与调控间隙连接的形成。CASPR在细胞膜上比邻于间隙连接蛋白,发育过程中早于间隙连接蛋白出现。


进一步研究发现CASPR通过调节细胞骨架微丝从而调节间隙连接蛋白的聚集。总言之,该研究第一次发现了起始缝隙连接形成的分子CASPR,并且阐述了其通过调节局部细胞骨架实现调控的分子机制。


杜克大学医学院分子遗传和微生物系闫冬为该文的通讯作者,博士后孟令锋为该文的第一作者。

 
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间隙连接是细胞连接的一种,是一种广泛存在于各种动物组织中特化的细胞间连结。间隙连接在生命活动中发挥重要的作用,例如心肌细胞的同步工作和神经系统中电信号的传播。此外,很多疾病中也会出现间隙连接的异常,例如心脏衰竭,中风和癌症。


自上个世纪50年代发现以来,人们一直从不同角度对间隙连接进行研究。通过电子显微镜的观察,间隙连接的形成可以分为两个阶段:1)准备阶段:包括细胞识别,相邻细胞的细胞膜相互靠近,调控分子在形成区域聚集,以及间隙连接蛋白在形成区域周围的聚集;2)通道组装阶段:形成区域准备就绪后,周围的通道蛋白迅速上膜进行组装。之前的研究重点集中在通道组装阶段,对于参与准备阶段的分子我们知之甚少。

 

研究人员在遗传筛选中发现,CASPR的缺失会导致间隙连接发育的异常。通过动态监测间隙连接的形成过程,揭示了CASPR参与了间隙连接形成的准备阶段。进一步研究发现,CASPR 在膜内与细胞骨架微丝有直接相互作用,而微丝的正常组装对间隙连接的形成是必要的。同时,CASPR能够调节微丝在间隙连接处的组装。

 

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因此,基于上述结论研究人员提出了CASPR通过调节微丝的局部组装,从而起始间隙连接形成的分子机制。CASPR有一个巨大的胞外结构域,暗示其将胞外的信号传导到胞内,从而协调相邻细胞形成间隙连接的通道。研究人员同时强调,CASPR调节间隙连接形成的功能在进化过程中是高度保守的。


间隙连接作为一种重要的细胞通讯手段,参与了一系列复杂的生理过程,例如神经系统的发育以及癌症的发生。深入了解间隙连接形成的分子机制,为我们更深入地了解大脑,以及治疗癌症等相关的疾病提供了重要的理论基础。

 

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.devcel.2020.10.020




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