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长三角地区神经科学论坛

长三角地区神经科学论坛. 神经发育与疾病中的 Eph-ephrin 双向信号. 徐楠杰 上海交通大学医学院 生物化学与分子细胞生物学系. 系统 神经环路 细胞 突触. 10 cm 1 mm 100 um 1 um. 从神经细胞发育到突触功能的调节. 树突. 末梢. 轴突的生长和剪切 树突的发育和成熟 突触的形成和功能. 细胞胞体. 轴突. 发育神经元的剪切机制. Axon growth/pruning. Dendrite branching/elimination.

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Presentation Transcript

  1. 长三角地区神经科学论坛 神经发育与疾病中的Eph-ephrin双向信号 徐楠杰 上海交通大学医学院 生物化学与分子细胞生物学系

  2. 系统神经环路细胞突触 10 cm 1 mm 100 um 1 um

  3. 从神经细胞发育到突触功能的调节 树突 末梢 • 轴突的生长和剪切 • 树突的发育和成熟 • 突触的形成和功能 细胞胞体 轴突

  4. 发育神经元的剪切机制 Axon growth/pruning Dendrite branching/elimination

  5. Eph受体 ephrin EphA1 EphA2 Ephrin-A1 EphA3 Ephrin-A3 EphA5 Ephrin-A4 EphA4 Ephrin-A2 EphA7 GPI Ephrin-A5 EphA6 EphA8 EphB1 PTK EphB2 Ephrin-B1 EphB3 Ephrin-B2 EphB4 Ephrin-B3 EphB5 TM EphB6

  6. EphB和ephrin-B介导的神经突触双向信号 反向信号 正向信号 EphB Ephrin-B

  7. 轴突中ephrin-B是否可作为受体介导信号？ 反向信号 ??? Ephrin-B EphB • Ephrin-B 是EphB受体的配体 • Ephrin-B具有跨膜区和胞内区

  8. 海马苔藓纤维轴突特异性表达ephrin-B 反向信号 输出 苔藓纤维 输入 Ephrin-B EphB CA3 苔藓纤维 • 海马是与学习记忆相关的重要核团 • 苔藓纤维的发育成熟需要剪切过程 磷酸化的酪氨酸

  9. Ephrin-B 介导苔藓纤维的剪切 Calbindin • 用基因敲除的策略研究小鼠体内苔藓纤维的剪切过程 • 确认ephrin-B3在苔藓纤维的发育中的作用 Xu and Henkemeyer , Nat Neurosci 2009

  10. Ephrin-B 的磷酸化介导苔藓纤维的剪切 Ephrin-B3Y to F 苔藓纤维 磷酸化的酪氨酸 • 用突变体敲入的策略分析体内ephrin-B的下游信号 Xu and Henkemeyer , Nat Neurosci 2009

  11. Ephrin-B3 结合细胞骨架运动调节蛋白 Ephrin-B3tauEphB-Cos-1 细胞 GRB4 Dock180 Pak SH2 苔藓纤维 Xu and Henkemeyer , Nat Neurosci 2009

  12. 反向信号 EphB Ephrin-B CA3 海马CA1锥体细胞的树突中表达ephrin-B • 树突的发育包括树突的分枝，树突棘的成熟和突触的形成。 CA1 CA1 输出 输入

  13. PW6 hippocampus Thy1-GFPPropidium iodide

  14. Ephrin-B3 对树突的成熟是必要的 • 树突分枝数目增多 • 树突棘的密度减少 Xu et al., Nat Neurosci 2011

  15. Ephrin-B3介导胞内不同信号通路 Ephrin-B3 PDZ V SH2 Xu et al., Nat Neurosci 2011

  16. Ephrin-B3介导胞内不同信号通路 • PDZ结合部位决定树突棘的密度 Xu et al., Nat Neurosci 2011

  17. 突触后ephrin-B对发育树突的双塑形功能 CA1 神经元树突 Ephrin-B PICK1 syntenin 突触形成 PDZ GRB4 树突分支 Xu et al., Nat Neurosci 2011

  18. 从神经发育到脑疾病 轴突寻路 神经连接 突触可塑性 ？？？ 神经干细胞发育 神经元成熟 突触可塑性 认知和疾病 反向信号 正向信号 Ephrin-B EphB EphB和ephrin-B 受体通过传导双向信号调控神经发育过程。

  19. 细胞－环路－系统 神经细胞神经环路神经系统

  20. 细胞－环路－系统 神经精神疾病的分子机制 • 颞叶癫痫 • 老年性痴呆 • 阿片成瘾 • 神经损伤(中风） • 焦虑症

  21. EphB受体和老年性痴呆 Modified from a review by Muri & Pasquale, 2002

  22. EphB受体和老年性痴呆 Modified from a review by Muri & Pasquale, 2002

  23. EphB受体和老年性痴呆 • Mucke实验室：逆转 EphB2 的降低挽救AD的认知功能，Nature, 2011。

  24. 小结 • Ephrin-B反向信号介导神经细胞的轴突和树突的发育过程； • EphB-ephrin-B双向信号参与颞叶癫痫等神经精神疾病的发病过程。

  25. 致谢 MarkHenkemeyer Dept. of Dev & Biol. Jay Gibson Dept. of Neuroscience Ilya Bezprozvanny Dept. of Physiology UT Southwestern Medical Center NIH/NIMH

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