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Curr Biol:线虫研究或为开发治疗人类慢性压力的疗法提供希望

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来源:生物谷 2013-08-18 12:30

2013年8月18日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,刊登在国际杂志Current Biology上的一篇研究报道中,来自美国罗格斯大学的研究者通过研究揭示了人类神经系统发生改变的机制以及原因,同时他们也发现了引发部分人患危及生命的焦虑症的“元凶”。

2013年8月18日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,刊登在国际杂志Current Biology上的一篇研究报道中,来自美国罗格斯大学的研究者通过研究揭示了人类神经系统发生改变的机制以及原因,同时他们也发现了引发部分人患危及生命的焦虑症的“元凶”。

在文章中,研究者Maureen Barr指出,当将线虫置于高压力环境条件下时,其大脑主要负责接收信息的6个感觉脑细胞的整体结构会发生较大的改变,而且变得越来越精细。很多时候研究者都清楚联系人类大脑神经元之间的树突状结构的改变,其可以加工我们的思想从而保证我们在极度压力的状态下依然正常工作。

这项研究为开发治疗极度焦虑症个体的药物提供了一定的思路和希望;研究者使用秀丽隐杆线虫作为研究对象,并且发现一种名为KPC-1/蛋白酶可以在人类机体中诱发一种化学反应,而这种反应对于维护机体正常功能比如凝血至关重要。而且这种酶类在肿瘤的生长、一些病毒的激活以及人类疾病的发生中也扮演着重要作用;当线虫处于某些恶劣环境下时,这种酶类可以使其普通的神经元形成分枝状结构。

研究者Barr表示,我们感兴趣的是当线虫感知到威胁时,其机体白介素2神经元可以转变回一种正常的寿命状态,而且这种生殖状态好表现得好像什么事都没有发生过一样;在显微镜下,研究者发现这种用于接收信息的复杂树状连接,可以被进行修饰而且线虫表现出好像提前知道一样。

线虫的这种神经元反应和极度焦虑症的人类不太一样,研究者最终的目的就是确定线虫的这种神经系统如何对压力产生反应以及产生反应的原因。通过研究调节神经元重塑的分子路径,科学家或许可以将其研究结果用于未来靶向疗法的开发中。(生物谷Bioon.com)

Dauer-Specific Dendrite Arborization in C. elegans Is Regulated by KPC-1/Furin

Nathan E. Schroeder, Rebecca J. Androwski, Alina Rashid, Harksun Lee, Junho Lee, Maureen M. Barr

Background Dendrites often display remarkably complex and diverse morphologies that are influenced by developmental and environmental cues. Neuroplasticity in response to adverse environmental conditions entails both hypertrophy and resorption of dendrites. How dendrites rapidly alter morphology in response to unfavorable environmental conditions is unclear. The nematode Caenorhabditis elegans enters into a stress-resistant dauer larval stage in response to an adverse environment. Results Here we show that the IL2 bipolar sensory neurons undergo dendrite arborization and axon remodeling during dauer development. When dauer larvae are returned to favorable environmental conditions, animals resume reproductive development and IL2 dendritic branches retract, leaving behind remnant branches in postdauer L4 and adult animals. The C. elegans furin homolog KPC-1 is required for dauer IL2 dendritic arborization and dauer-specific nictation behavior. KPC-1 is also necessary for dendritic arborization of PVD and FLP sensory neurons. In mammals, furin is essential, ubiquitously expressed, and associated with numerous pathologies, including neurodegenerative diseases. While broadly expressed in C. elegans neurons and epithelia, KPC-1 acts cell autonomously in IL2 neurons to regulate dauer-specific dendritic arborization and nictation. Conclusions Neuroplasticity of the C. elegans IL2 sensory neurons provides a paradigm to study stress-induced and reversible dendritic branching, and the role of environmental and developmental cues in this process. The newly discovered role of KPC-1 in dendrite morphogenesis provides insight into the function of proprotein convertases in nervous system development.

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