《Current Opinion in Neurobiology》:Novel insights into the regulation of neuron migration by axon guidance proteins
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這篇綜述聚焦軸突導向蛋白對神經元遷移的調控。闡述其在促細胞遷移、作終止信號等方面作用,以促性腺激素釋放激素(GnRH)系統、大腦皮層等為例展開,還探討 Netrin-1 多功能性,為相關神經疾病研究提供重要參考。
引言
神經系統發育時,神經干細胞產生的神經元會遷移并形成神經回路。神經元定位和回路發育異常會引發精神和神經疾病!拜S突導向蛋白” 對神經元遷移有重要作用,本綜述將闡述其對神經元遷移的調控進展。
直接和間接調節 GnRH 神經元遷移
先天性性腺功能減退癥(HH)由 GnRH 釋放不足導致,患者存在軸突導向基因的突變。研究發現,敲除小鼠的Nrp1、Nrp2、Sema3a、Plxna1、Plxna3等基因,會導致 GnRH 神經元遷移異常;Dcc和NTN1突變也會影響 GnRH 神經元遷移和定位;Slit和ROBO信號通路在 GnRH 神經元遷移中的作用還不完全清楚。此外,SEMA6A突變雖不影響神經元遷移,但會影響 GnRH 軸突的延伸和血管化。這些結果表明,軸突導向信號在 GnRH 系統發育中作用多樣,影響神經元遷移的機制包括直接作用于神經元或間接影響軸突支架形成。
Netrin-1:神經元定位中的多功能信號
Netrin-1 在神經元遷移研究中備受關注。在發育中的后腦,它能限制腦橋神經元遷移,對中腦多巴胺(DA)神經元、腳間核(IPN)神經元等的遷移也至關重要。而且,不同 GABA 能神經元群體利用不同來源的 Netrin-1 和受體遷移到合適區域。目前,關于神經元如何解讀 Netrin-1 信號還不清楚,但研究發現低 Netrin-1 條件下,小鼠皮層神經元以 TRIM9 依賴的方式插入 DCC 膜,高 Netrin-1 時則傾向表達 UNC5 膜;肝素硫酸(HS)蛋白聚糖也參與調節 Netrin-1 與受體的相互作用。
皮質錐體細胞遷移的創新機制
皮質錐體細胞從背側腦室區(VZ)的放射狀膠質細胞(RGCs)和中間前體產生,徑向遷移至皮層各層。研究發現,SEMA3B 和 SEMA3F 分別與 NRP2 和 NRP1 受體結合形成復合物,影響 RGCs 產生中間前體和神經元;Netrin-1 能緩解 RGM-Neogenin 信號的排斥作用,促進神經元進入皮質板(CP),還能誘導 DAB1 激活,促進神經元極化和遷移。
此外,轉錄因子 SATB2 上調許多軸突導向基因的表達,如Sema7a,其與 SEMA4D 結合啟動反向信號,控制皮層神經元分層;Plxnd1、Epha7和Ephb6等也參與調節神經元定位和遷移。最后,神經元脫離 RGC 纖維的機制還不明確,SEMA6A-Plexin-A 信號可能在此過程中起作用,且 RGC 纖維的組織和分支對神經元遷移也很重要。
結論
神經元遷移復雜且具有細胞類型和區域特異性,經典軸突導向蛋白是神經元遷移的關鍵調節因子,但它們對遷移神經元的影響還需進一步研究。軸突導向蛋白不僅能直接影響神經元遷移,還能通過影響軸突通路間接發揮作用。未來需研究這些信號如何在時空上調節,以及神經元如何響應不同來源的軸突導向蛋白。此外,神經元脫離 RGC 纖維等事件的研究還很薄弱,開發創新模型有助于理解軸突導向蛋白缺陷和神經元遷移異常與疾病的關系及治療方法。同時,軸突導向蛋白信號通路間存在串擾,蛋白聚糖網絡也參與調節信號微環境,研究這些機制有助于深入了解神經元遷移和相關疾病。