人體中的神經(jīng)細(xì)胞可以達(dá)到三英尺長，而且不會發(fā)生斷裂或瓦解，是什么讓神經(jīng)細(xì)胞如此強(qiáng)韌呢？

Illinois大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞骨架成分中的一種*修飾，讓神經(jīng)元上長長的軸突特別強(qiáng)韌，文章發(fā)表在四月十日的Neuron雜志上。這一發(fā)現(xiàn)將幫助人們更好的對神經(jīng)退行性疾病進(jìn)行治療。

微管是由微管蛋白tubulin聚合而成的中空長圓柱，是機(jī)體所有細(xì)胞內(nèi)的重要骨架。神經(jīng)元中的微管負(fù)責(zé)細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸、促進(jìn)軸突生長，是神經(jīng)形態(tài)形成的基礎(chǔ)。

“除了神經(jīng)元之外，細(xì)胞的微管處于持續(xù)動態(tài)中，不斷經(jīng)歷拆卸和重建，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Illinois大學(xué)教授Scott Brady說。在機(jī)體中只有神經(jīng)元生長得如此之長，而且一旦生成這些神經(jīng)元就將伴隨個體一生，例如80或100年。

與其他細(xì)胞相比，神經(jīng)元中的微管特別穩(wěn)定，能夠耐受多種實(shí)驗(yàn)條件。例如，在低溫、Ca2+或有絲分裂抑制劑等條件下，一般細(xì)胞中的微管會瓦解，但神經(jīng)元中的微管卻依然穩(wěn)定。這樣的穩(wěn)定性對于軸突的正常生長和維持很重要。不過，在衰老或神經(jīng)退行性變中，神經(jīng)元微管過于穩(wěn)定也會損害神經(jīng)元的正常功能。

在此前的研究中Brady指出，神經(jīng)元的穩(wěn)定性依賴于微管蛋白tubulin的一種*修飾。“但當(dāng)時我們還無法確定這種修飾是什么，”他說。

于是，文章的*作者Yuyu Song開始著手解決這一問題，她原是Brady實(shí)驗(yàn)室的一名研究生，現(xiàn)在是Howard Hughes醫(yī)學(xué)研究所的一名博后。

研究人員利用多方法解析了tubulin上的修飾，以及該修飾發(fā)生的位點(diǎn)。他們發(fā)現(xiàn)，微管蛋白tubulin上容易破裂的薄弱環(huán)節(jié)，都通過化學(xué)鍵連上了多胺，而且負(fù)責(zé)添加這些保護(hù)性的多胺的是*轉(zhuǎn)移酶（transglutaminase）。

研究顯示，*轉(zhuǎn)移酶催化翻譯后修飾，給微管蛋白的薄弱環(huán)節(jié)添加了多胺，增加了蛋白所帶的正電荷。研究人員在體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)中，分別抑制了神經(jīng)元中的多胺合成和*轉(zhuǎn)移酶活性，使神經(jīng)元微管的穩(wěn)定性顯著降低。

封閉微管蛋白tubulin的薄弱位點(diǎn)，使神經(jīng)元微管獲得了非凡的穩(wěn)定性，Brady說。研究人員還指出，微管穩(wěn)定性的增加與神經(jīng)元可塑性降低有關(guān)。在衰老和一些神經(jīng)退行性疾病的進(jìn)程中，神經(jīng)元微管過于穩(wěn)定降低了神經(jīng)元的可塑性，損害了神經(jīng)元的正常功能。他們認(rèn)為，進(jìn)一步研究將有助于開發(fā)預(yù)防神經(jīng)退行性變的新途徑，并且?guī)椭藗儗?shí)現(xiàn)神經(jīng)再生。