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溫州醫科大學:揭示兩大信號通路在突觸可塑性調節中的作用
閱讀：1860 發布時間：2018-6-7溫州醫科大學藥學院林麗教授課題組和美國朱俊教授研究團隊合作在Ras和Rap信號通路調節突觸重塑性研究方面取得新的進展，論文題目為“Ras and Rap Signal Bidirectional Synaptic Plasticity via Distinct Subcellular Microdomains”。
這一研究成果公布在神經科學期刊Neuron（影響因子14.024）上，林麗教授為該論文wei一通訊作者。
在神經科學中，突觸可塑性（Synaptic plasticity）是指神經細胞間的連接，突觸可塑性有不同的表現形式，包括長時程增強（LTP），去增強和長時程抑制（LTD），能控制突觸傳導和影響更的大腦功能，如學習和記憶。突觸中獨立調節多種形式突觸可塑性的機制仍不*清楚，但先前的研究已經確定Ras家族小GTP酶（即Ras，Rap2和Rap1）可作為多信號轉導級聯的分子開關控制突觸可塑性，并且其相關信號遺傳缺陷與神經、精神疾病的產生有關。
另外，信號分子如何實現信號多樣性和特異性是一個長期存在的細胞生物學問題，目前普遍認為信號分子可通過選擇性參與限制在不同亞細胞中的不同信號傳導平臺來實現信號多樣性和特異性。因此，該研究團隊進而探究同源Ras和Rap蛋白使用不同的亞細胞來產生多種特異性信號傳導反應以調節不同形式的突觸可塑性。
在這篇文章中，研究人員使用了一種靶向遞送方法，該方法可以在不同嚙齒動物海馬CA1神經元的亞細胞（包括內質網、脂質筏、bulk膜、溶酶體及高爾基體）中特異性表達同源Ras家族小GTP酶（即Ras，Rap2和Rap1），亞細胞靶向遞送與多色熒光標記蛋白及高分辨率膜片鉗記錄相結合，對亞細胞特異性信號進行系統分析。
研究結果表明Ras通過內質網PI3K和脂質筏ERK長時程增強（LTP），而Rap2和Rap1分別通過bulk膜JNK和溶酶體p38MAPK去增強和長時程抑制（LTD）。這些結果確立了一種有效的亞細胞特異性靶向遞送方法，并揭示了亞細胞作為同源Ras和Rap實現信號多樣性和特異性以控制多種形式的突觸可塑性的機制。同時這項研究提供了一個的調控工具和一個有效的研究策略，可能拓展亞細胞特定信號通路的系統和高通量的研究，促進開發靶向藥物以治療各種疾病。
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