神经体系的稳态可塑性(homeostatic plasticity)是指当神经元或神经网络的愉快性处于连续转变状态时,神经元会自动地启动步伐化的分子和细胞反响,对突触功效举行相应的代偿性双向调治以反抗神经网络的连续性转变,从而使得突触通报和神经愉快性维持在相对稳健的程度,维持正常的神经功效。
已知神经体系的稳态可塑性参加调控多种紧张的生理历程,比方视、听觉皮层发育等。稳态可塑性的特别可导致神经网络的愉快-按捺失衡及功效缺陷,被以为与儿童孤单症、烦闷症、精力破裂症等神经精力疾病的产生紧密相干。神经药理研究发觉,神经稳态可塑性也是精力药物的紧张起效机制;比方用于快速抗烦闷的氯胺酮(ketamine)可以诱导突触放大(scaling up),而用于操纵躁狂的心境稳健剂锂盐则诱导突触缩小(scaling down)。现在,重要围绕突触缩放(synaptic scaling)范式开展的神经稳态可塑性研究劳绩颇丰,但是促使神经元自动肇始这一反馈调治历程的紧张分子机制一向未有希望。
2021年8月17日,中科院上海药物研究所/上海交通大学医学院隶属精力卫生中间(兼)周子凯研究员与加拿大多伦多大学/多伦多儿童病院Zhengping Jia传授团队互助(上海交通大学医学院隶属精力卫生中间贺桂琴博士为并列第一作者)在Cell Reports上以NGPF2 triggers synaptic scaling up through ALK-LIMK-cofilin mediated mechanisms为题颁发论文,报道了驱动神经稳态可塑性的神谋划养因子NGPF2及相干分子机制。
本事情中,研究职员起首利用河豚毒素(TTX)阻断体外造就的原代皮层神经元的行动电位,褫夺神经活性;然后阐发神经元的卵白质排泄组(secretome)组成,发觉排泄组中的促神经突生长因子(neurite growth-promoting factor 2, NGPF2)急剧且短暂升高。通过神经电生理记载、谷氨酸能AMPA受体膜定位及树突棘形态学阐发发觉,内源性和重组表达的NGPF2卵白都可明显促进突触通报、树突棘成熟等突触放大(scaling up)效应。随后,研究者们发觉在神经失活条件下,FMRP1调控的卵白翻译机制快速合成NGPF2并大量排泄到外周,进而激活受体酪氨酸激酶ALK,引起卑鄙LIMK-cofilin介导的细胞骨架重组,以支持突触通报的加强及树突棘成熟,终极体现为神经活性褫夺所引起的代偿性突触功效加强。NGPF2在神经活性褫夺初期的快速合成及排泄是启动突触放大这一神经稳态可塑性的充实且须要条件。
别的,现在已有报道的其他神谋划养因子的表达合成均与神经活性程度呈正相干。而本事情发觉的NGPF2是首个报道的由神经失活诱导表达的神谋划养因子。这一特性提示NGPF2动态调治的特别很大概与神经网络的愉快-按捺失衡及神经退行性疾病的希望相干。