Nature:朊蛋白协助大脑发育
一提起朊蛋白Prion，人们首先想起的多半是“疯牛病”、变异型克雅氏症等相关疾病。其实，正常朊蛋白在隔离神经的细胞中具有重要作用。现在，研究人员又发现正常朊蛋白能够帮助大脑发育。他们首次通过直接证据证明，正常朊蛋白有助于神经连接的形成。意大利科学家们在Journal of Neuroscience杂志上发表文章，提出朊蛋白与神经发育的可塑性有关，这种可塑性能够在生长中的大脑内塑造神经元的结构和功能。
一提起朊蛋白Prion，人们首先想起的多半是“疯牛病”、变异型克雅氏症等相关疾病。其实，正常朊蛋白在隔离神经的细胞中具有重要作用。现在，研究人员又发现正常朊蛋白能够帮助大脑发育。他们首次通过直接证据证明，正常朊蛋白有助于神经连接的形成。
意大利科学家们在Journal of Neuroscience杂志上发表文章，提出朊蛋白与神经发育的可塑性有关，这种可塑性能够在生长中的大脑内塑造神经元的结构和功能。
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。
“我们的研究说明，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希望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。
“细胞中正常朊蛋白的功能相当神秘，这项研究提供了令人信服的证据，展示了朊蛋白在神经网络发育中对于增强突触联系的重要性，” 美国国立儿童健康与人类发育研究所的R. Douglas Fields说。
文章编译自：PrPC Controls via Protein Kinase A the Direction of Synaptic Plasticity in the Immature Hippocampus
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