周嘉伟小组发现调节中脑多巴胺能神经元发育基因
Ebf1基因控制黑质DA神经元迁移
2009年4月22日国际神经科学杂志《Journal of Neuroscience》发表了神经所周嘉伟研究员所领导科研团队的研究成果——“调节中脑多巴胺能神经元发育的基因”。这一成果提出了这类神经元胚胎发育的模式,为进一步认识基底神经节的发育过程提供了新的资料。
中脑多巴胺能(mDA)神经元在人类和动物的运动能力、情绪调节等重要生理过程中发挥着极其关键的作用,这些细胞功能和结构的异常与多种神经精神疾病如帕金森病、药物成瘾和精神分裂症等有着非常密切的关系。已知这类疾病的发生与某些在mDA神经元发育过程中起重要作用的基因有关,了解mDA神经元的发育过程将有助于理解这些疾病的发生和发展,但迄今为止有关这类神经元发育的分子机制还知之甚少。
印敏(生化细胞所)、刘蜀西和尹延青等建立了mDA神经元分化过程中全基因表达谱及差异变化基因的数据库,鉴定到一批在mDA神经元中特异表达的基因,提出了mDA神经元发育可以分为四个性质各异的时空阶段。有意思的是,他们还发现在转录因子 Ebf1基因敲除小鼠,黑质(DA神经元集中区域之一)无法正常形成,并导致黑质纹状体投射通路发育不全。进一步研究发现,Ebf1通过控制mDA神经元向黑质致密带的迁移而调节黑质在胚胎期的形成。因此,Ebf1是第一个被发现的控制黑质DA神经元迁移的基因,这对认识发育时期多巴胺能神经元富集的不同神经核团之间(如腹侧被盖区与黑质)如何相互分离的问题提供了重要线索。
更多阅读
《神经科学杂志》发表论文摘要(英文)
周嘉伟研究员简介
,周嘉伟研究员简介
周嘉伟,男,现为中国科学院上海生命科学研究院生化与细胞研究所研究员、脑发育与修复研究组组长。1985年毕业于江苏南通大学医学院,获学士学位,1988年获硕士学位。1991-92年先后在英国剑桥大学和日本冈山大学做访问学者。1996年在英国帝国理工医学院获博士学位。1996-1998年在美国Hahnemann大学 从事 博士后研究。1998年入选中科院“百人计划”并回国工作。目前正在主持国家自然科学面上基金、杰出青年基金项目并参与科技部“ 973” 等项目。在SCI收录的国际学术杂志上发表研究论文21篇,其中包括回国独立开展工作后在国际期刊上发表的13篇论文。申请发明专利4项,已获中国发明专利授权1项。兼任《生理学报》、《神经科学通报》等杂志编委。2000年获美国李氏基金会杰出成就奖,2004年获明治乳业生命科学奖。
主要研究方向:
基底神经节包括纹状体(尾状核和壳核)、苍白球、黑质和丘脑底核等在内的一群密切关联的脑结构,它们参与了自主运动的控制和调节。临床病理学研究已经表明,这些核团为帕金森病、亨廷顿氏病等神经退行性疾病所累及。研究它们的发育过程、工作原理和病理状态下功能与结构变化,有助于进一步阐述这些疾病的发病机理和寻找疾病治疗的新靶点。
一、胶质细胞在帕金森病发生发展过程中的作用
近年来,越来越多的证据表明,反应性星形胶质细胞在帕金森病发生发展过程中可能起重要作用,但由于反应性胶质细胞形成过程及其功能变化的高度复杂性,迄今为止,该领域的研究虽然取得不少重要进展,但对其形成的机理、胶质细胞功能的改变等方面尚有很多问题有待解决。目前我们开展的研究包括:(1) 利用多种分子标记物, 识别和分离不同类型的星形胶质细胞,通过功能研究,阐述它们在疾病发生过程中的作用。(2) 星形胶质细胞增生过程中伴有显著的细胞增殖、分化和迁移。我们将重点研究反应性胶质细胞定向迁移到损伤区的过程及其分子基础。我们的长期目标是以帕金森病为研究重点,力求从分子水平解析多巴胺能神经元死亡的原因,为发展和建立针对帕金森病和其它中枢神经系统退行性疾病的诊断和治疗方法提供理论依据。
二、中脑多巴胺能神经元发育的分子机理
多巴胺是儿茶酚胺类神经递质之一,它对哺乳动物中枢神经系统的许多基本生理功能(例如运动的整合、神经内分泌激素释放的调节)和脑高级功能(认知、情感和意识)至关重要。目前人们对多巴胺能神经元的起源、分化、成熟、神经环路的建立等多个环节的了解还很有限,更多参与多巴胺能神经元发育过程的分子有待发现。我们将利用基因敲除小鼠、斑马鱼和体外细胞培养模型,鉴定控制中脑多巴胺能神经元分化的重要分子,探索黑质-纹状体神经投射建立的分子基础,以增进对多巴胺能神经元发育的分子机理的理解。已知某些与帕金森病和药物成瘾密切相关的基因在多巴胺能神经元发育过程中也发挥重要作用。因此,本课题的开展既具有发育神经生物学的理论意义也有助于探索多巴胺能神经元相关疾病的发病机理和新的治疗方法。



