《Oncogene》：卵巢癌演化与TRPC3相关
丁香通编者按：神经科学研究所在2009年的3 个月里已在国际期刊发12篇文章，真是一个非常高产的研究机构。最近的3篇文章将分别发表在《Oncogene》、《Cereb. Cortex.》、《 Pflugers Arch. 》上。
脆性X综合征小鼠模型的颞叶癫痫病
由Fmr1基因沉默引起的脆性X综合征（FXS)，是遗传性智障的最常见形式。据报道，20-25% 的脆性X综合征患者会患上癫痫病。但是，并非所有的Fmr1敲除小鼠都出现兴奋性增加。熊志奇实验室发现，愤怒会增加野生型小鼠前脑中Fmr1的mRNA及其蛋白的表达。Fmr1敲除小鼠的愤怒发生过程十分迅速。在愤怒过程中，Fmr1敲除小鼠也出现持久的电图癫痫，并在愤怒后出现更多严重的癫痫苔藓纤维出芽。熊志奇实验室的研究表明，PMRP在抑制颞叶癫痫病上起关键作用，并且推理认识FXS患者更易发生癫痫的原因是一个重要平衡因素的过度神经兴奋缺失，因而无法抑制过度的神经兴奋。
卵巢癌演化与TRPC3相关
卵巢癌是妇科肿瘤最常见的致死因素。但卵巢癌的发病机制仍不清楚。胞质自由钙离子的增加会引起包括细胞生长、分化与凋亡等的生理改变。TRPC通道是钙离子渗透的非选择性正离子通道。王以政实验室发现，TRPC3通道促进卵巢癌的发生。人卵巢癌样品的TRPC3蛋白水平明显高于正常人的卵巢样品。下调人卵巢癌细胞系SKOV3细胞的TRPC3的表达，可导致增殖的延缓，抑制介导钙离子注入的表皮生长因子的作用，Cdc2和CaMKⅡβ的去磷酸化，延长细胞进入M期的过程。在减少TRPC3的表达可以抑制注射了SKOV3细胞的裸鼠的肿瘤形成。王以政实验室认为，卵巢癌的发生需要TRPC3活性的增加。
TRPC通道在大脑发育中的功能
TRPC通道是钙离子的非选择性正离子渗透通路。它由有6个跨膜区的相同或不同TRPC蛋白组成。这些通道为磷脂酶C相关信号所调控。它们在胚胎期就开始表达，而且在成年后仍然存在。这些通道在神经发育过程中十分重要，包括干细胞增殖、小脑颗粒细胞的存活、神经元形态发生和突触的发生。这篇综述讨论TRPC通道在大脑发育中的功能。
相关阅读：
Qiu, L., Lu, T., Hu, X., Yi, Y., Liao, W., and Xiong, Z.* (2009) Limbic epileptogenesis in a mouse model of fragile X syndrome. Cereb. Cortex. In press.
Yang, S., Cao, Q., Zhou, K., Feng, Y., and Wang, Y.* (2009)Transient receptor potential channel C3 contributes to the progression of human ovarian cancer. Oncogene 28: 1320-1328.
Tai, Y., Feng, S., Du, W., and Wang, Y.* (2009) Functional roles of TRPC channels in the developing brain. Pflugers Arch. In press. (Review)
,人物简介
王以政的研究方向：
凋亡在正常发育过程中，以及许多病理情况下发挥重要作用，如：小脑发育、中风(stroke)、脊柱损伤和某些神经退行性疾病等。凋亡作为一种普遍的生物现象，在被深入研究的同时，仍存在大量未知领域：在中风这一具体病理条件下，神经元是如何遭受刺激，进而产生凋亡的？本研究组主要关注神经细胞凋亡机制研究，着重阐明胞内离子、以及对应离子通道同凋亡之间的关系；重点探索兴奋性毒诱导神经元凋亡的新机制，希望找出能够抑制兴奋性毒引起神经元凋亡的新靶点。
离子通道的激活，尤其是下游信号通路级联事件的发生直接影响到神经元的存活。本研究组正在进行的课题包括：TRP (transient receptor potential) 通道和钾通道在神经元存活、分化以及细胞增殖过程中的作用；涵盖了从分子、细胞到整体，由机制到功能的研究，具体手段包含：分子生物学、细胞生物学、生物化学、电生理、原代神经元培养以及在体动物实验。从分子机制到整体功能的研究结果将丰富人们对神经元存活的理解，并在此基础上揭示临床运用价值。
熊志奇的研究方向：
神经系统疾病是一类发病率较高的疾病，中风、癫痫、早老性痴呆等常见的神经系统疾病影响全球数千万人的健康，加上一些较为罕见的疾病如雷特综合征、Rasmussen脑炎等，已经成为日益严重的医疗负担和社会问题。虽然目前已有一些手段及方法应用于某些神经系统疾病的临床诊断和治疗，但基于发病机制研究的、用于预防或治愈这类神经系统疾病的方案依旧匮乏。本研究组的长期研究方向是了解这些神经系统疾病在细胞和分子水平的发病机理，其中特别关注儿童智力发育障碍疾病和癫痫病的研究。
1. 智力障碍的分子和遗传机制
智力发育障碍（mental retardation），又称为精神发育不全或弱智，是儿童期最常见的神经系统疾病之一。引起智力障碍的原因可以是遗传性的，如多基因或单基因突变；也可以是非遗传性的，如神经系统感染，药物滥用，或脑损伤。其主要症状是智力发育迟缓，适应能力低下，注意力不集中等。部分病人（20-30%）伴随有癫痫发作。智力障碍的发病率约为2-3% 。在欧洲，约有8% 的医疗费用于智力疾病的治疗，远远高于其他同类疾病的费用。因此，智力障碍疾病成为医学领域中最重要的有待解决的难题之一。X 性染色体连锁 （X-linked mental retardation）的基因功能缺陷是智力发育迟缓的主要病因。它包括脆性X综合症（Fragile X mental retardation）, 雷特综合征（Rett Syndrome）和安吉尔曼综合征（Angelman Syndrome）等。目前已鉴定出一些基因与智力障碍相关，如脆性 X 综合症中的 fmr1 基因，雷特综合征中的 mecp2 基因和 stk9 基因，以及安吉尔曼综合征中的 ube3a 基因等，并且在实验小鼠模型中已证明这些基因突变影响神经系统发育和学习记忆。但这些基因突变如何导致智力障碍的分子机理尚不明确。小鼠的整体基因敲除会引起一系列的发育异常、代谢变化和突触联系改变等反应，导致难以建立突变基因与相应症状的直接联系。因此我们的策略为：在小鼠中，选择性的在特定脑区敲除与智力障碍疾病相关的基因，通过分析突触可塑性、学习记忆和癫痫发生等指标研究这些基因的功能；并且，小鼠特定脑区中在单个神经元水平敲除与智力障碍疾病相关的基因，并且使该神经元可视化，从而研究这些基因在神经元形态学、发育和可塑性中的作用。
2. 神经元网络稳态调节的分子机制研究
神经元的电活动在神经元结构的精细化和突触发育过程中具有重要的作用。神经环路能够依赖一种稳态调节的方式调整它的特性，从而防止神经网络长时间处于过度兴奋或过度抑制的状态。稳态调节的损伤可能成为某些神经系统疾病如癫痫的病理基础。然而，这类神经元可塑性的分子机制至今了解甚少。目前大多数的稳态可塑性研究都是基于分离培养的神经元细胞，通过药理学的手段双向调节神经元的活性。比如，长时间用钠离子通道阻断剂河豚毒素处理神经细胞可降低神经元的活性，但增加了神经细胞的内在兴奋性和兴奋性突触传递。长时间用 GABAA 受拮抗剂 Bicuculline 处理神经细胞可增加神经元的活性，但降低神经元内在兴奋性和兴奋性突触传递。利用这种体外实验模型，我们将研究突触传递、神经元细胞内在兴奋性和神经元形态的稳态调节机制。最近，我们已有初步的证据表明，神经元突触蛋白的稳态调节主要是通过脑源性神经生长因子 (BDNF) 实现的，BDNF 的表达分泌受神经元活性调节，BDNF-TrkB 信号通路调节下游的泛素-蛋白酶体系统（UPS），从而参与突触蛋白的稳态调节。目前我们也正在开展突触蛋白特异的 E3 ligase 的克隆和基因功能分析工作，从而进一步研究神经元活性依赖的突触蛋白的泛素化分子机制。
3. 癫痫病发生的分子机制
癫痫的发病率约在 1-2%，在儿童中比例更高。大约 35%-40% 癫痫病儿童同时也伴有智力障碍。脑损伤如中风、脑外伤、高烧惊厥、脑膜炎、脑炎或相关的发育疾病均可引起癫痫的发生。癫痫发生机制尚不清楚，目前也无有效的预防措施和彻底治疗手段。现有药物只能缓解癫痫的症状，而不能根除病灶。癫痫发作的特征是神经元活动的高兴奋性和高同步性，这种神经元的异常行为一般认为是正常功能的脑组织受到损伤后导致的永久性的可塑性变化。通过在分子水平对癫痫发生机制的研究，可以为癫痫的临床治疗提供新的方案和药物作用靶点。同时癫痫的产生伴随着神经可塑性、兴奋性的变化，以及神经元的损伤、修复和再生，所以通过对癫痫机制的研究还可以对其他神经退行性病变提供间接的理论解释，并有助于我们对脑功能的进一步深入了解。癫痫常伴有神经元的退行性损伤。已有研究表明，过度激活 NMDA 受体可引起神经元凋亡，但癫痫发生和神经退行性病变之间的因果关系，以及 NMDA 受体拮抗剂的抗癫痫作用是否来自其神经保护作用等问题仍备受争议。NMDA 受体有不同亚型，因此我们将研究 NMDA 受体的不同亚型在癫痫发生中的作用。
