遺傳發育所等發現樹突棘形態發生及穩定的分子調控機制

　　神經元群通過細胞之間大量的突觸（synapse）連接進行信息交換和整合，形成神經網絡，實現中樞神經系統感覺、思維、意識活動等高級功能，諸多神經精神性疾病的發生均伴隨著突觸結構或功能的異常。樹突棘是神經元樹突質膜上形成的微小膜狀突起，是興奮性突觸信號的主要接收位點。樹突棘的結構和功能可塑性是學習和記憶的細胞基礎，肌動蛋白細胞骨架（actin cytoskeleton）重塑的調節在樹突棘結構發生中至關重要，然而樹突棘內調節肌動蛋白細胞骨架重塑的分子機制仍不完全清楚。

　　通過與北京大學生命科學學院及麥戈文腦研究院教授張晨合作，中國科學院遺傳與發育生物學研究所劉佳佳課題組發現神經系統高表達蛋白endophilin A1通過其互作蛋白p140Cap促進樹突棘形態發生和成熟以及興奮性突觸的形成。在中樞神經元中，endophilin A1與樹突棘內富含的細胞骨架調節因子p140Cap相互作用，破壞二者互作抑制樹突棘的形成和成熟；通過活細胞成像及電生理分析發現，敲降endophilin A1或p140Cap抑制樹突棘的穩定及興奮性突觸的功能；進一步研究發現endophilin A1可通過調節p140Cap及下游分子——肌動蛋白核化調節因子cortactin在樹突棘內的分布，調控樹突棘內肌動蛋白的聚合，促進樹突棘的成熟、穩定及興奮性突觸的形成。與endophilin A1不同的是，該家族蛋白其他成員endophilin A2、A3和B1對樹突棘形態發生未見明顯影響。長期以來，神經生物學領域對于endophilin A1功能的研究集中于其在突觸前神經遞質囊泡回收中的作用。該研究首次揭示了endophilin A1在突觸后的功能，證明endophilin A1在突觸前后均發揮重要作用，促進突觸傳遞。

　　該項研究成果于3月13日在線發表于Cell Research (doi: 10.1038/cr.2015.31)。劉佳佳課題組的副研究員楊艷蕊為該論文第一作者，這一工作得到了國家自然科學基金委、科技部及中國科學院的資助。