我校生命科學(xué)學(xué)院和醫(yī)藥生物技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室朱景寧教授和王建軍教授課題組近期在小腦共濟(jì)失調(diào)(cerebellar ataxia)的神經(jīng)機(jī)制研究中取得重要進(jìn)展,研究成果以“Role of corticotropin-releasing factor in cerebellar motor control and ataxia”為題于2017年8月24日在Cell雜志社出版的生物學(xué)綜合領(lǐng)域一流學(xué)術(shù)刊物Current Biology上在線發(fā)表(http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(17)30894-1)。
小腦共濟(jì)失調(diào)是小腦病變或損傷導(dǎo)致的一種運(yùn)動(dòng)疾病,以運(yùn)動(dòng)失調(diào)、姿勢(shì)失衡和步態(tài)異常為主要特征,嚴(yán)重影響患者的日常活動(dòng)和生活質(zhì)量。盡管近年來越來越多的遺傳性和非遺傳性致病因素被相繼發(fā)現(xiàn),但對(duì)小腦共濟(jì)失調(diào)的病理生理機(jī)制仍不清楚,臨床上亦缺乏對(duì)其治療的有效手段。促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子(corticotropin-releasing factor,CRF),也稱促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(corticotropin-releasing hormone),不僅是下丘腦室旁核合成的下丘腦-垂體-腎上腺軸中的關(guān)鍵激素,在應(yīng)激和焦慮中發(fā)揮重要作用,也可被腦干中的下橄欖核(inferior olive)神經(jīng)元所合成。由于下橄欖核是小腦兩大傳入系統(tǒng)之一的爬行纖維(climbing fibers)的唯一起源,因此CRF可能作為爬行纖維使用的一種潛在神經(jīng)遞質(zhì)在小腦的運(yùn)動(dòng)調(diào)控中發(fā)揮作用。
朱景寧、王建軍課題組的研究揭示了下橄欖核中的CRF能神經(jīng)元具有向小腦核團(tuán)這一小腦最終整合和傳出結(jié)構(gòu)的直接纖維投射。CRF能夠選擇性興奮小腦核團(tuán)中的谷氨酸能投射神經(jīng)元而非GABA能中間神經(jīng)元,從而直接調(diào)節(jié)小腦神經(jīng)環(huán)路的最終傳出并快速調(diào)控步態(tài)及運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)和平衡。值得注意的是,下調(diào)下橄欖核中的CRF表達(dá)或阻斷小腦核團(tuán)中的CRF能傳入將導(dǎo)致小腦共濟(jì)失調(diào)樣運(yùn)動(dòng)障礙(圖1),而給予CRF則能夠顯著促進(jìn)小腦運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)并改善共濟(jì)失調(diào)(圖2)。
該研究揭示了CRF在小腦運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)和運(yùn)動(dòng)控制中的新功能,并為小腦共濟(jì)失調(diào)的臨床治療提供了新的潛在靶點(diǎn)。因此,他們的研究成果不僅對(duì)認(rèn)識(shí)中樞CRF能神經(jīng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)調(diào)控功能具有重要的神經(jīng)科學(xué)基礎(chǔ)理論意義,而且為理解小腦共濟(jì)失調(diào)的病理生理機(jī)制打開了新視角,有助于臨床治療小腦共濟(jì)失調(diào)的新策略、新靶點(diǎn)和新藥物研發(fā)。
該工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金、教育部博士點(diǎn)基金、新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃、中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)和江蘇省自然科學(xué)基金的資助。
圖1. 下調(diào)下橄欖核中CRF表達(dá)導(dǎo)致小腦共濟(jì)失調(diào)樣運(yùn)動(dòng)障礙。
圖2. CRF改善小腦共濟(jì)失調(diào)模型動(dòng)物運(yùn)動(dòng)障礙。
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