线粒体移动性的新分子机制

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来自美国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究院（the National Institute of Neurological Disorders and Stroke），上海交通大学医学院神经学系等处的研究人员发现了轴突中线粒体移动性的一个新分子机制，由于调控线粒体在轴突上锚定的机制一直以来科学家们了解得很少，因此这一研究结果的突破对于阐明神经递质释放，细胞内膜结构转运和突触可塑性等分子机制具有重要意义。这一研究成果公布在最新一期的《细胞》（Cell）杂志上。

  

领导这一研究的是美国立卫生研究院的盛祖杭教授，其1987年于上海第二医科大学获医学硕士学位，2000年被聘为上海第二医科大学神经生物学教研室客座教授，2001年被聘为二医大长江讲座教授。是二医大与美国NIH联合培养研究生计划的主要策划者和主持人。

  

神经元可以直接或间接（经感受器）地从体内、外得到信息，再用传导兴奋的方式把信息沿着长的纤维（突起）作远距离传送。信息从一个神经元以电传导或化学传递的方式跨过细胞之间的联结（即突触），而传给另一个神经元或效应器，最终产生肌肉的收缩或腺体的分泌，神经元还能处理信息，也能以某种沿尚未清楚的方式存储信息。神经元通过突触的连接使数目众多的神经元组成比其他系统复杂得多的神经系统。神经元也和感受器如视、听、嗅、味、机械和化学感觉器，以及和效应器如肌肉和腺体等形成突触连接。高等动物的神经元可以分成许多类别，各类神经元乃至各个神经元在功能、大小和形态等细节上可有明显的差别。

  

神经元跨越突触向另一神经元或效应器所释出的神经递质，便需先在高尔基体中浓缩包装在囊泡内，然后经轴突转送到纤维末梢。线粒体广泛地分布于神经元的各个部分，在轴突末梢特别丰富，是神经元的能量供应中心。

  

因此线粒体在轴突中的适当分布对于神经功能而言是至关重要的，虽然三分之一的轴突线粒体是可以移动的，但是大部分依然是保持着不动的状态。然而调控线粒体在轴突上锚定的机制至今了解的并不清楚。

  

在这篇文章中，研究人员发现了线粒体锚定过程中，轴突靶向Syntaphilin（axon-targeted syntaphilin，SNPH）的重要作用——与微管相互作用。syntaphilin是盛教授发现的三种SNARE结合蛋白之一（其它两种分别为Snapin和SNAP-29，生物通注），Syntaphilin的功能就像一个分子夹控制SNARE复合物装配中游离的Syntaxin-1的量，从而调节突触囊泡的胞吐。

  

轴突中的线粒体如果包含有内生性或外生性表达的SNPH，就会失去移动性，研究人员将小鼠中snph基因沉默，结果发现带有移动的轴突线粒体性比例增高，但轴突中总线粒体浓度降低。进一步研究发现在延时刺激（prolonged stimulation）过程中snph基因突变的神经细胞会表现出短时间facilitation的增强，这也许是受到突触前膨体（presynaptic bouton）中钙信号的影响。

  

这项研究发现了轴突中调控线粒体稳定性的一个新分子机制，并且这一机制对于神经突触的功能产生了一种生理学上的影响。