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中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院神經(jīng)科學(xué)研究所蒲慕明研究組在期刊《神經(jīng)科學(xué)雜志》上在線發(fā)表了題為Autocrine action of BDNF on dendrite development of adult-born hippocampal neurons 的論文，揭示了腦源性生長因子BDNF與成年新生神經(jīng)元樹突發(fā)育的關(guān)系。
在成年哺乳動物海馬齒狀回的顆粒下層中，新生的顆粒細(xì)胞持續(xù)不斷地產(chǎn)生并遷移到顆粒細(xì)胞層，zui終整合到已有的神經(jīng)環(huán)路中。作為影響大腦可塑性重要的一方面，成年哺乳動物中新產(chǎn)生的顆粒細(xì)胞參與學(xué)習(xí)和記憶的過程并對情緒的調(diào)控起著關(guān)鍵的作用。其中，新生顆粒細(xì)胞正常樹突和軸突的發(fā)育在新生神經(jīng)元功能性整合中是非常關(guān)鍵的。但是調(diào)控新生神經(jīng)元樹突發(fā)育的分子機(jī)制并不清楚。在成年海馬中，腦源性神經(jīng)生長因子BDNF和它的受體TrkB都有高表達(dá)，并且可以在海馬神經(jīng)干細(xì)胞中檢測到它們的表達(dá)情況。如果將成年海馬新生神經(jīng)元中的TrkB受體敲除，這些神經(jīng)元的樹突和樹突棘的生長水平都降低并且功能性整合也受到影響。這些結(jié)果說明BDNF/TrkB信號通路在成年新生神經(jīng)元的發(fā)育中起著重要的作用。那么，這一現(xiàn)象主要是由BDNF的自分泌還是旁分泌、或是二者共同作用引起的呢？在蒲慕明的指導(dǎo)下，博士研究生王良等利用逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)的基因感染，研究了腦源性神經(jīng)生長因子BDNF在成年新生顆粒細(xì)胞樹突發(fā)育中的作用。
這項研究通過干預(yù)單個神經(jīng)元中BDNF的表達(dá)，闡明了成年海馬新生神經(jīng)元自身分泌的BDNF通過作用于自身，在樹突發(fā)育中發(fā)揮著非常重要的作用。他們的研究結(jié)果顯示，自身分泌來源的BDNF足以支持正常的成年海馬新生神經(jīng)元樹突發(fā)育。另外，自主運(yùn)動如跑步所引起的成年新生神經(jīng)元樹突生長增加的現(xiàn)象也依賴于自分泌來源的BDNF。跑步引起的BDNF表達(dá)水平的增加正是由這些細(xì)胞本身升高的神經(jīng)元電活動介導(dǎo)的。這個發(fā)現(xiàn)與在多種類型神經(jīng)元中發(fā)現(xiàn)的電活動依賴性BDNF分泌的觀點(diǎn)一致。
該研究得到了科技部“973"計劃、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項等項目的資助。
（A）逆轉(zhuǎn)錄病毒標(biāo)記成年新生神經(jīng)元的圖表示例。（B-D）利用逆轉(zhuǎn)錄病毒將單個新生神經(jīng)元中BDNF敲除后，樹突發(fā)育不*。（E）他莫昔芬誘導(dǎo)在成年新生神經(jīng)元敲除BDNF亦可使樹突發(fā)育不*。
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