Cell子刊：神经细胞为何如此强韧

　　人体中的神经细胞可以达到三英尺长，而且不会发生断裂或瓦解，是什么让神经细胞如此强韧呢?

　　Illinois大学的研究人员发现，细胞骨架成分中的一种独特修饰，让神经元上长长的轴突特别强韧，文章发表在四月十日的Neuron杂志上。这一发现将帮助人们更好的对神经退行性疾病进行治疗。

　　微管是由微管蛋白tubulin聚合而成的中空长圆柱，是机体所有细胞内的重要骨架。神经元中的微管负责细胞内运输、促进轴突生长，是神经形态形成的基础。

　　“除了神经元之外，细胞的微管处于持续动态中，不断经历拆卸和重建，”领导这项研究的Illinois大学教授Scott Brady说。在机体中只有神经元生长得如此之长，而且一旦生成这些神经元就将伴随个体一生，例如80或100年。

　　与其他细胞相比，神经元中的微管特别稳定，能够耐受多种实验条件。例如，在低温、Ca2+或有丝分裂抑制剂等条件下，一般细胞中的微管会瓦解，但神经元中的微管却依然稳定。这样的稳定性对于轴突的正常生长和维持很重要。不过，在衰老或神经退行性变中，神经元微管过于稳定也会损害神经元的正常功能。

　　在此前的研究中Brady指出，神经元的稳定性依赖于微管蛋白tubulin的一种独特修饰。“但当时我们还无法确定这种修饰是什么，”他说。

　　于是，文章的第一作者Yuyu Song开始着手解决这一问题，她原是Brady实验室的一名研究生，现在是Howard Hughes医学研究所的一名博后。

　　研究人员利用多方法解析了tubulin上的修饰，以及该修饰发生的位点。他们发现，微管蛋白tubulin上容易破裂的薄弱环节，都通过化学键连上了多胺，而且负责添加这些保护性的多胺的是谷氨酰胺转移酶(transglutaminase)。

　　研究显示，谷氨酰胺转移酶催化翻译后修饰，给微管蛋白的薄弱环节添加了多胺，增加了蛋白所带的正电荷。研究人员在体内和体外实验中，分别抑制了神经元中的多胺合成和谷氨酰胺转移酶活性，使神经元微管的稳定性显著降低。

　　封闭微管蛋白tubulin的薄弱位点，使神经元微管获得了非凡的稳定性，Brady说。研究人员还指出，微管稳定性的增加与神经元可塑性降低有关。在衰老和一些神经退行性疾病的进程中，神经元微管过于稳定降低了神经元的可塑性，损害了神经元的正常功能。他们认为，进一步研究将有助于开发预防神经退行性变的新途径，并且帮助人们实现神经再生。