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朊蛋白协助大脑发育

日期:2014-09-01 00:00:00

朊蛋白有两种主要形式:正常蛋白和错误折叠的感染性蛋白。正常形式的朊蛋白被称为PrPC(cellular prion protein),存在于机体的每个细胞中,而且能够在保护神经的细胞中帮助维持髓鞘。

人们发现,正常朊蛋白在神经元中的丰度也很高,尤其是在发育阶段。这些蛋白附着在细胞膜上,因此人们推测它们参与了神经细胞间的信号传导,而这项研究为此提供了直接证据。

意大利神经生物学家Enrico Cherubini及其同事构建了缺乏朊蛋白编码基因的基因工程小鼠,并对3–7日龄的缺陷型小鼠和健康小鼠分别进行了研究。他们在小鼠的海马体组织切片上进行了电刺激实验:在神经元网络表现出自发性电活动的同时,用电极刺激单个细胞;或者同时刺激相连的两个神经细胞。

研究显示,在健康小鼠的组织中,上述两个步骤都能加强神经元之间的联系,即出现长时程增强现象。而在缺乏朊蛋白编码基因的小鼠中,上述刺激产生了相反的效果,引发了长时程抑制,减弱了神经元间的联系。

进一步研究显示,含PrPC小鼠的长时程增强效应是由蛋白激酶A激活的。而在不含朊蛋白的小鼠中,protein lipase C的活化导致了神经元活性的长时程抑制。

“大家的研究说明,在发育中的海马体内,PrPC蛋白控制着神经发育的可塑性,” Cherubini说,他和同事正准备进一步研究,鉴定将朊蛋白信号从细胞膜传递到细胞内的分子。

科学界认为海马体中的长时程增强对于学习和记忆非常关键,但此前人们并不知道朊蛋白在其中的重要性。Cherubini希翼深入研究朊蛋白对行为产生影响的机制。他认为,在发育中大脑的其他部分或在成人大脑中,朊蛋白应该还具有更多的类似功能。

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