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Neuron——研究发现神经变性过程中“阴”和“阳”的相克相生
《易经》有云:“太极生两仪,两仪生四象,四象生八卦”,这太极原本混沌一片,但是因为生了两仪,有了两仪的运动变化之后才产生了万千世界。老子的道德经中也有云:“道生一、一生二、二生三、三生万物。”也提示了世界的本原奠定于简单的原理之上。阴阳学说和五行学说是中国古代的经典传统哲学思想,强调了事物内部和事物之间矛盾对立的两方之间相辅相成、相互抑制的动态运动。
在我们的神经系统中,兴奋性神经元和抑制性神经元的相互作用,就如同电子计算机的“0”和“1”的编码,促成了我们大脑千变万化的脑网络动力学状态。而在我们的临床里,病人的最终预后决定于机体内稳态的稳定,如果病理因子的作用强于保护因子的对抗力量,那么疾病将向恶化的趋势发展。世界便是这样一环扣一环,一物降一物。
在今天介绍的这项研究里,研究人员发现了两类相互对抗的生物分子参与神经轴突变性的过程。一类因子具有促进轴突变性的作用,而另一类具有抑制轴突变性的作用。
我们知道神经元生长需要神经营养因子(NGF),当NGF被剥夺后,神经元就会发生轴突变性,表现为微观的解聚。研究人员首先发现了转录抑制剂Actinomycin D可以保护神经元轴突变性(NGF被剥夺的神经元),提示转录过程可能促进神经变性。
接下来,研究人员发现NGF剥夺后,神经元会发生特异的转录组改变。
研究人员在转录上调的因子中选择了一个蛋白Dusp16,其在外周神经损伤时也表达上调。发现敲除这个蛋白后促进了轴突变性。
研究人员进一步在Dusp16敲除小鼠外周的神经支配区研究了轴突末梢的形态学改变,发现了轴突末梢的分支减少、支配纤维减少且神经元死亡增加。
研究人员进一步发现,Dusp16敲除后可以促进P53蛋白磷酸化和其下游基因puma的表达。
然后研究人员将puma进行敲除,发现了其对NGF剥夺诱导的轴突变性具有保护作用,且还可以引起小鼠皮肤神经的过度支配。
然后,研究人员将puma和Dusp16同时敲除,发现其可以显著的保护神经元的轴突变性,并减少caspase-3的表达。
最后,研究人员在双敲除的胚胎大脑中发现了神经元的数量减少,但是发育的小鼠的皮肤感觉神经支配正常。
以下是对本研究的总结:NGF缺乏后,引起了Dusp16的表达,其可以防止神经元轴突变性,具体机制是抑制p53蛋白磷酸化和puma的表达。
总结
这项研究表明,Dusp16、P53、puma等蛋白的相互作用共同调控了神经轴突变性的过程,这为我们认识轴突变性的机理提供了新的思路。
经典文章回顾
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Nature neuroscience——新研究揭示口渴和好盐的神经生物学机制
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