Cell：中国科学家发现神经细胞迁移导向的重要机制

生物谷报道：脑是一个复杂的系统。在胚胎发育过程中，大量的神经细胞是依靠什么样的机制来协调它们的运动迁移并排列组合成有序的组织结构，一直吸引着研究者们浓厚的兴趣。4月19日，国际生物学权威期刊《Cell》在线发表了中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所在这一方面的一项新发现。
神经科学研究所蒲慕明和袁小兵两位研究员联合指导的研究生管沉冰等经过五年的潜心研究，发现高度极性的神经细胞在定向迁移过程中，需要一种长距离的细胞内信号传递过程，协调神经细胞的不同部位对外界导向信号的反应。他们观察到，迁移神经细胞前方的生长锥是“侦查”前方信号的部位，在自发迁移的神经细胞前方遭遇排斥性的神经导向因子Slit时会发生显著的躲避反应——生长锥首先 “撤退”，然后胞体停止前进，并调转方向，最终细胞朝相反方向逃逸而去。在这个过程中，会发生一个长距离的细胞内钙波“通讯”，首先是Slit在生长锥内“点燃”钙离子“烽火”，紧接着是钙离子“烽火”从生长锥传递到后方的胞体，通知胞体前方的“敌情”，进而通过调节胞体部位的一种小分子GTP酶RhoA的活性和分布，使细胞体掉头向后“撤退”。正是这个钙波信号协调了运动中的神经细胞各部分对外界排斥性因子Slit的逃避反应。目前已知多种发育性神经系统疾病是由于神经细胞迁移紊乱造成的，患者常表现出智障、癫痫等症状。因此，对神经细胞迁移导向基本机制的研究将有利于人们对这类发育性神经系统疾病的认识和防治。

Figure 1. Dominant Role of the Growth Cone in Sensing the Slit-2 Gradient

(A) Images of a migrating cerebellar granule cell at various times (number in min) before and after frontal application of a Slit-2 gradient are shown.

(B) shows changes in the rate of growth-cone extension and soma translocation after frontal application of the Slit-2 gradient (n = 10). Dotted lines mark the onset of detectable changes. Data represent mean ± SEM.

(D) The average rate (± SEM, n = 10) of the extension of leading and trailing neurites and of soma movement under various conditions is shown.

(E) Example of a cultured granule neuron cotransfected with dsRed and GFP-tagged Robo2 is shown. The fluorescence intensity ratio of Robo2-GFP to dsRed represents the Robo2 density normalized by the thickness of the cell and coded by pseudocolors in a linear scale (bar on the right). Scale is 10 μm.

原文出处：

Cell April 20, 2007: 129 (2)

Long-Range Ca²⁺ Signaling from Growth Cone to Soma Mediates Reversal of Neuronal Migration Induced by Slit-2p385
Chen-bing Guan, Hua-tai Xu, Ming Jin, Xiao-bing Yuan, and Mu-ming Poo
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作者简介：

蒲慕明 1970年毕业于台湾清华大学，1974年在美国约翰霍普金斯大学获得生物物理博士学位。1974-1976在普度大学完成博士后研究，以后在美国加州大学欧文分校（1976-1985）、耶鲁大学（1985-1988），哥伦比亚大学（1988-1995），及加州大学圣地亚哥分校（1996-2000）任职。蒲慕明博士自1999年11月起任中国科学院神经科学研究所所长。他现在还担任加州大学圣地亚哥分校Stephen W. Kuffler神经生物学讲座教授及美国加州大学柏克利分校分子与细胞生物学系神经生物学讲座教授。蒲慕明博士至今共发表了130余篇有关膜生物物理、突触生理、发育神经生物学等方面的论文。他目前是《细胞生物学杂志》、《神经科学杂志》、《神经元》杂志的编委。承担国家重点基础研究发展规划项目“脑发育和可塑性的基础研究”(2000-2004)。