生物通報(bào)道  如果我們的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育被擾亂，我們便會(huì)有罹患上嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)疾病，造成感覺(jué)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制和認(rèn)知功能受損的風(fēng)險(xiǎn)。從人類到線蟲，對(duì)于所有具有發(fā)達(dá)神經(jīng)系統(tǒng)的生物都是這種情況。

現(xiàn)在來(lái)自哥本哈根大學(xué)的一項(xiàng)新研究，揭示了線蟲中一個(gè)叫做mir-79的小分子調(diào)控神經(jīng)發(fā)育的機(jī)制。這一分子是發(fā)育過(guò)程中特異神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行正確遷移的必要條件，其功能失常可造成線蟲神經(jīng)系統(tǒng)缺陷。這些研究結(jié)果發(fā)表在9月20日《科學(xué)》（Science）雜志上。

在實(shí)驗(yàn)室顯微鏡下的一個(gè)小塑料板中培育著成百上千的線蟲。在過(guò)去的3年里，副教授Roger Pocock的研究小組利用這些線蟲來(lái)研究神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育。他們剛剛獲得了一項(xiàng)重要的發(fā)現(xiàn)。

“我們的新研究結(jié)果表明，這個(gè)叫做mir-79的小分子對(duì)于線蟲神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育至關(guān)重要。mir-79通過(guò)給一些特異的信號(hào)分子裝備上一種傳感器，轉(zhuǎn)而告知了神經(jīng)細(xì)胞在線蟲發(fā)育過(guò)程中它們應(yīng)該如何遷移。如果我們用基因技術(shù)除去mir-79，線蟲的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，”博士后Mikael Egebjerg Pedersen說(shuō)。

mir-79添加正確的糖組合

研究表明，mir-79控制了將某些糖類添加到選擇性信號(hào)分子上。在細(xì)胞世界中，糖分子起著傳感器的作用。

當(dāng)神經(jīng)細(xì)胞接觸到糖傳感器之時(shí)，它們被告知在神經(jīng)發(fā)育過(guò)程中將自身定位在何處。如果研究人員除去mir-79，神經(jīng)細(xì)胞的遷移受到誤導(dǎo)，則會(huì)造成線蟲神經(jīng)缺陷。

“較早期的研究已經(jīng)證實(shí)信號(hào)分子引導(dǎo)了神經(jīng)遷移，但我們的研究表明mir-79通過(guò)控制一些信號(hào)分子上糖傳感器的適當(dāng)平衡調(diào)控了神經(jīng)細(xì)胞的遷移。如果mir-79不發(fā)揮作用，線蟲神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)畸形。在野外，這樣的缺陷會(huì)損害線蟲的生存，”研究小組的領(lǐng)導(dǎo)者Roger Pocock說(shuō)。

線蟲研究揭示了一些神經(jīng)修復(fù)的重要線索

由于人類也有mir-79版本，叫做mir-9。因此，這些結(jié)果對(duì)于了解胚胎發(fā)育過(guò)程中我們的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育機(jī)制具有重要的意義。此外，這些研究發(fā)現(xiàn)還增進(jìn)了我們對(duì)于如何刺激神經(jīng)細(xì)胞修復(fù)我們大腦或脊髓損傷的認(rèn)識(shí)。

“我們的神經(jīng)系統(tǒng)是一個(gè)在受到損傷后不易修復(fù)的組織。因此，確定某些分子信號(hào)刺激神經(jīng)細(xì)胞遷移的機(jī)制是拼圖中重要的一塊。這將讓我們了解例如在中風(fēng)或意外傷害后如何能夠再生神經(jīng)組織。如果我們能夠利用這些知識(shí)來(lái)模擬信號(hào)，我們或許能夠刺激神經(jīng)細(xì)胞遷移到受損區(qū)域，”Roger Pocock說(shuō)。

線蟲是研究神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育及神經(jīng)細(xì)胞形成神經(jīng)回路機(jī)制的一種極好的模型。線蟲中大多數(shù)控制神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的基因在人類也能找到。同時(shí)，線蟲較為簡(jiǎn)單的神經(jīng)系統(tǒng)使得研究人員能夠研究某些生物學(xué)機(jī)制。利用新技術(shù)他們可以標(biāo)記出單個(gè)細(xì)胞或分子。并且由于線蟲是透明的，研究人員可在線蟲發(fā)育過(guò)程中追蹤標(biāo)記分子或細(xì)胞。

下一步，研究人員打算在人類細(xì)胞培養(yǎng)物中探究他們發(fā)現(xiàn)的調(diào)控信號(hào)是如何受到調(diào)控的。

（生物通：何嬙）

生物通推薦原文摘要：

An Epidermal MicroRNA Regulates Neuronal Migration Through Control of the Cellular Glycosylation State

An appropriate balance in glycosylation of proteoglycans is crucial for their ability to regulate animal development. Here, we report that the Caenorhabditis elegans microRNA mir-79, an ortholog of mammalian miR-9, controls sugar-chain homeostasis by targeting two proteins in the proteoglycan biosynthetic pathway: a chondroitin synthase (SQV-5; squashed vulva-5) and a uridine 5′-diphosphate–sugar transporter (SQV-7). Loss of mir-79 causes neurodevelopmental defects through SQV-5 and SQV-7 dysregulation in the epidermis. This results in a partial shutdown of heparan sulfate biosynthesis that impinges on a LON-2/glypican pathway and disrupts neuronal migration. Our results identify a regulatory axis controlled by a conserved microRNA that maintains proteoglycan homeostasis in cells.