突触粘附分子DNlg4通过骨成型素信号调控突触发育

发布者:许峰发布时间:2017-11-07浏览次数:14

   2017113日,国际知名生物化学杂志Journal of Biological Chemistry (JBC)正式发表了“发育与疾病相关基因”教育部重点实验室谢维课题组博士研究生张新旺等的研究工作 (Neuroligin 4 regulates synaptic growth via the bone morphogenetic protein (BMP) signaling pathway at the Drosophila neuromuscular junction. Zhang XRui MGan GHuang CYi JLv HXie WJBiolChem. 2017, 292(44):17991- 18005. doi: 10.1074/jbc.M117.810242.)

NeuroliginNlg家族蛋白是一类在神经突触的形成、发育以及功能行使中具有重要作用的细胞粘附分子其基因突变与自闭症、精神分裂症等精神类疾病发病相关。果蝇DNlg1-3缺失会导致神经肌肉突触发育异常DNlg4在突触形成和发育中的作用尚不清楚。该研究工作发现dnlg4基因缺失突变会导致显著的神经肌肉突触发育缺陷和突触结构异常。这些形态和发育缺陷会造成突触传递效率下降,并最终导致果蝇幼虫运动活性降低。研究显示,不同于DNlg1-3的突触后作用,DNlg4对突触发育和功能的影响是一种突触前作用。进一步研究发现,DNlg4对突触发育的影响是通过骨成型素(Bone Morphogenetic ProteinBMP)信号通路实现的。DNlg4可通过其胞外端的乙酰胆碱脂酶样结构域与BMP 的一个I型受体分子ThickveinTkv)相互作用,从而特异性地维持Tkv在运动神经元突触前的稳定。通过对突触前Tkv的影响,DNlg4正向调控运动神经元的BMP信号水平,并最终调控神经肌肉突触的发育。该工作不仅揭示了DNlg4调控突触发育的分子机制,同时也首次证明了这种Nlg家族蛋白对BMP——这种在个体发育中具有广泛而重要调控作用的发育信号具有直接的调节作用。 

该研究工作得到国家自然科学基金、973等项目的支持。