神经所揭示神经元轴突发育过程中的细胞膜极性增加机制

8月18日，Developmental  Cell（《发育细胞》）杂志在线发表了中科院上海生命科学研究院神经所罗振革研究组关于神经元极化和轴突发育的研究成果Lgl1  Activation  of  Rab10  Promotes  Axonal  Membrane  Trafficking  Underlying  Neuronal  Polarization。该工作发现了神经元轴突发育过程中细胞膜的不对称插入机制。



神经元具有典型的极性结构，复杂分支的树突负责接受信息，单根轴突负责输出信息。新生神经元某个突起向轴突的分化称为神经元的极化，该过程需要细胞膜向该突起快速增加，其调节机制是悬而未决的重要科学问题。在罗振革研究员的指导下，博士研究生王彤和刘阳等人对该问题进行了深入研究。他们发现，抑癌蛋白Lgl1在该过程中发挥重要作用，Lgl1定位在质膜前体囊泡（plasmalemmal  precursor  vesicle，PPV）的胞浆侧，在轴突发育过程中具有极性分布。在培养的海马神经元中，下调Lgl1会抑制PPV向细胞膜的插入，并使神经元丧失极性，过表达Lgl1会促进轴突的发育。



进一步的机制研究表明，Lgl1通过调节小G蛋白Rab10来发挥作用，Lgl1可以使胞浆中的Rab10与GDI（GDP-dissociation  inhibitor）解离，从而促进Rab10定位到PPV。下调Rab10的表达或抑制其活性也会影响PPV的膜插入，使神经元失去极性，上调其表达会促进轴突发育。Lgl1通过Rab10调节PPV向细胞膜的插入及神经元的极化。后继工作正在深入研究Rab10囊泡的转运机制、效应因子、膜定位及膜融合信号。



该工作得到科技部、中科院以及自然科学基金委的支持。