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Neuron:鲁友明等大脑认知和社交能力研究获进展

2012/4/14 作者:华中科技大学同济医学院   来源:华中科技大学同济医学院 我要评论0
Tags:   肿瘤  癌症    

近日,细胞Cell出版社旗下杂志《神经元》Neuron在线刊登了华中科技大学同济医学院病理生理学系教授、国家“千人计划”入选者鲁友明研究组的最新研究成果“EPAC Null Mutation Impairs Learning and Social Interactions via Aberrant Regulation of miR-124 and Zif268 Translation”,文章中,研究者揭示了EPAC无效突变对于大脑认知和社交能力的影响,并从中分析了具体的作用途径,该论文被列为当期spotlight 文章。

EPAC蛋白是鸟嘌呤核苷酸关键转换因子,能作为环磷腺苷(cAMP)的细胞内受体。编码EPAC蛋白的基因有两个突变:EPAC1和EPAC2,这两个突变基因在大脑中广泛表达,但是其在大脑中的功能至今还并不清楚。

在这篇文章中,研究者采用了基因敲除技术,实现小鼠前脑遗传性缺失EPAC1基因,或者EPAC2基因,以及两种基因同时缺失,结果发现EPAC无效突变(完全丧失基因功能的突变,生物谷注)会损害长时程增强效应(LTP),而且这种损伤与几种空间认知,和社会交流能力方面的缺陷并存,研究人员还证明这种突变也能直接介导miR-124转录,和转录因子Zif268翻译。进一步研究发现,敲除miR-124能恢复Zif268的作用,因此可以逆转EPAC缺陷表型造成的影响,而miR-124表达,或者Zif268的敲除则会造成与EPAC无效突变同样的影响。因此,研究人员认为EPAC蛋白能调控大脑空间认知和社交能力中miR-124的转录。这将有助于科学家们更深入地了解大脑认知和社交能力的作用分子机制。

据介绍,揭示脑的高级功能的奥秘是现代科学面临的最大挑战之一。鉴于其理论意义和应用前景的重要性,脑的高级功能研究无疑在本世纪将成为科学技术发展最重要的生长点之一。鲁友明团队的研究成果将推动我们对于大脑认知能力的深入理解,也将有助于解析认知病症相关的一些疾病的机理。

鲁友明:国家“千人计划”特聘教授,同济医学院病理生理学系,博士生导师。长期致力于研究谷氨酸受体、离子通道在突触的生理功能和病理过程如缺血缺氧性脑病、神经退行性疾病中的作用和机制。

在国际上首次发现酪氨酸蛋白激酶Src通过调节谷氨酸NMDA受体参与LTP的形成,系列研究成果发表于Science和Neuron,被引用超过1000次。后续研究进一步揭示了谷氨酸受体在介导神经元变性死亡中的重要作用和机制,研究成果以通讯作者发表于Nature Neuroscience,Cell和Neuron。目前已发表高质量SCI论文50余篇,其中影响因子10分以上的论文(Cell,Science,Nature Neuroscience,Neuron)11篇,在神经科学领域高影响力杂志Journal of Neuroscience 以第一作者或通讯作者发表论文6篇。

获多项美国和加拿大国家科研基金资助。是Nature Neuroscience, Neuron,Journal of Neuroscience等高影响力杂志的审稿人,Molecular Neurobiology杂志的编委,美国NIH,加拿大CIHR等基金评审委员。2009年受聘国家“千人计划”特聘教授,全职回国工作,并迅速建立了实验室开展神经疾病的分子生物学方面的研究。

(生物谷Bioon.com)

doi:10.1016/j.neuron.2012.02.003
PMC:
PMID:

EPAC Null Mutation Impairs Learning and Social Interactions via Aberrant Regulation of miR-124 and Zif268 Translation

Ying Yang, Xiaogang Shu, Dan Liu, You Shang, Yan Wu, Lei Pei, Xin Xu, Qing Tian, Jian Zhang, Kun Qian, Ya-Xian Wang, Ronald S. Petralia, Weihong Tu, Ling-Qiang Zhu, Jian-Zhi Wang, Youming Lu

EPAC proteins are the guanine nucleotide exchange factors that act as the intracellular receptors for cyclic AMP. Two variants of EPAC genes including EPAC1 and EPAC2 are cloned and are widely expressed throughout the brain. But, their functions in the brain remain unknown. Here, we genetically delete EPAC1 (EPAC1/), EPAC2 (EPAC2/), or both EPAC1 and EPAC2 genes (EPAC/) in the forebrain of mice. We show that EPAC null mutation impairs long-term potentiation (LTP) and that this impairment is paralleled with the severe deficits in spatial learning and social interactions and is mediated in a direct manner by miR-124 transcription and Zif268 translation. Knockdown of miR-124 restores Zif268 and hence reverses all aspects of the EPAC/ phenotypes, whereas expression of miR-124 or knockdown of Zif268 reproduces the effects of EPAC null mutation. Thus, EPAC proteins control miR-124 transcription in the brain for processing spatial learning and social interactions.



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