SNX6在神经活性依赖的AMPAR内体-质膜转运中的功能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    91954126
  • 项目类别:
    重大研究计划
  • 资助金额:
    91.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0701.细胞器及亚细胞结构、互作与功能
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The excitatory synapse is composed of axonal boutons of presynaptic neurons and dendritic spines, membrane protrusions emanating from the plasma membrane of postsynaptic dendrites. Synaptic plasticity is modulation of synaptic strength in response to changes in neural activity. The induction and expression of synaptic plasticity relies on translocation of synaptic proteins between their site of synthesis and synaptic sites. In the central nervous system, dendritic spines are major sites for excitatory inputs. Although the structural and functional plasticity of spines rely heavily on vesicular transport and vesicle-plasma membrane interactions in dendrites, the mechanisms underlying neural activity-dependent membrane trafficking remain to be explored. Previously we found that SNX6 mediates dynein-dynactin-driven vesicular transport of the postsynaptic scaffold protein Homer1b/c, which is critical for the structural and functional integrity of dendritic spines. Most recently we found that SNX6 is also required for long-term potentiation (LTP), a classic form of synaptic plasticity. We also found that SNX6 interacts with both the glutamate receptor AMPAR, the key molecule that determines synaptic strength, and CaMKII, the master regulator of LTP. In order to investigate the molecular mechanisms for neural activity-dependent membrane trafficking in dendrites, we propose to employ biochemical, cell biological and neurobiological approaches to determine the role of SNX6-CaMKII interaction in regulation of translocation of the neurotransmitter receptor AMPAR to postsynaptic sites.
兴奋性突触由突触前神经元的轴突扣结与突触后神经元树突上的膜突起树突棘构成。突触可塑性是神经元细胞响应神经活性变化而调节其突触强度的特性。突触可塑性的产生依赖于突触蛋白如递质受体的转运。作为兴奋性突触的主要接收位点,树突棘的结构和功能可塑性依赖于树突中的囊泡运输及囊泡-质膜相互作用。然而树突中神经活性对膜运输的调控机制尚未阐明。先前我们发现,动力蛋白dynein-dynactin的介导因子SNX6通过介导突触支架蛋白Homer1b/c的囊泡运输参与维持树突棘的结构和功能。最近我们发现,突触可塑性的经典形式长时程突触增强需要SNX6活性,而且SNX6与递质受体AMPAR及可塑性核心调控蛋白CaMKII相互作用,提示SNX6介导AMPAR转运并受到神经活性调控。我们拟运用生化、细胞和神经生物学手段,探讨SNX6-CaMKII互作对于AMPAR靶向运输的调控作用,解析神经活性调控膜运输的分子机制。

结项摘要

神经活性调控递质受体运输是突触可塑性产生的重要机制。我们发现运输调节因子SNX6介导兴奋性递质受体AMPAR亚基GluA2分选进入树突运输途径,在SNX6基因敲除的海马神经元中GluA2被错误分选进入降解途径,导致AMPAR受体复合物组成改变,神经活性诱导的AMPAR质膜转运受到抑制,AMPAR介导的突触传递以及长时程突触增强(LTP)受损。这些结果表明AMPAR受体各亚基的运输及组装机制各不相同。同时,我们还发现突触增强信号诱导神经元树突干胞质内钙升高,使激酶PI4KIII转位到质膜促进膜脂PI4P合成,而活性诱导的AMPAR囊泡胞吐、LTP表达及海马区依赖的长期记忆依赖于质膜PI4P。我们继而发现神经元树突中内质网和质膜的互作受到神经活性调控,内质网-质膜膜接触位点的数量和面积在长时程突触诱导和表达过程中发生动态变化,膜栓系因子E-Syt1相应胞质钙离子浓度升高促进内质网-质膜膜接触位点形成及扩展,并调控神经活性诱导的AMPAR质膜运输。这些发现增进了我们对于树突运输、脂代谢和内质网-质膜互作在突触可塑性中的作用机制及调控作用的了解。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
pHmScarlet is a pH-sensitive red fluorescent protein to monitor exocytosis docking and fusion steps.
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  • 发表时间:
    2021-03-03
  • 期刊:
    Nature communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    Xu P
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2022-09-16
  • 期刊:
    STAR PROTOCOLS
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Guo, Zhenzhen;Tong, Chunfang;Yang, Yanrui;Liu, Jia-Jia
  • 通讯作者:
    Liu, Jia-Jia
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021-06-07
  • 期刊:
    The Journal of cell biology
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Y;Chen J;Chen X;Li D;He J;Wang S;Zhao S;Yang X;Deng S;Tong C;Wang D;Guo Z;Li D;Ma C;Liang X;Shi YS;Liu JJ
  • 通讯作者:
    Liu JJ
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PI4KIIIα 的活动依赖性 PI4P 合成调节长期突触增强
  • DOI:
    10.1016/j.celrep.2022.110452
  • 发表时间:
    2022-03-01
  • 期刊:
    CELL REPORTS
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Guo,Zhenzhen;Jiang,Chao-Hua;Liu,Jia-Jia
  • 通讯作者:
    Liu,Jia-Jia
Structural LTP: Signal transduction, actin cytoskeleton reorganization, and membrane remodeling of dendritic spines
结构 LTP:信号转导、肌动蛋白细胞骨架重组和树突棘膜重塑
  • DOI:
    10.1016/j.conb.2022.102534
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
    Current Opinion in Neurobiology
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Yang Yanrui;Liu Jia-Jia
  • 通讯作者:
    Liu Jia-Jia

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PI4P调控神经活性依赖的AMPAR胞吐的机制研究
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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