Reactive Oxygen Species Regulate Activity-Dependent Neuronal Structural Plasticity in Drosophila
Reactive Oxygen Species Regulate Activity-Dependent Neuronal Structural Plasticity in Drosophila
复制标题
活性氧调节果蝇活动依赖性神经元结构可塑性
DOI：
10.1101/081968
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发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Oswald M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Oswald M
神经元具有内在的可塑性，会根据活动的变化调整其结构、连接性和兴奋性.神经元如何感知其活动水平的变化，然后将这些变化转化为结构变化仍有待充分阐明。与22果蝇幼虫运动网络，我们表明，神经元使用活性氧23（ROS），代谢副产品，以监测其活动。ROS信号对于突触前和突触后末端的活性依赖性结构调整和网络输出都是必要的和足够的，如通过幼虫爬行行为所测量的。我们发现26高度保守的帕金森病相关蛋白DJ-1 β在神经元中充当氧化还原传感器27，在那里它部分地通过调节28 PTEN-PI 3激酶通路来调节突触前和突触后结构可塑性。因此，神经元ROS作为神经元和网络调谐所需的第二信使发挥重要的生理作用，其在老化脑中和在神经变性条件下的失调可能导致突触功能障碍。32
Neurons are inherently plastic, adjusting their structure, connectivity and excitability in 20 response to changes in activity. How neurons sense changes in their activity level and then 21 transduce these to structural changes remains to be fully elucidated. Working with the 22 Drosophila larval locomotor network, we show that neurons use reactive oxygen species 23 (ROS), metabolic byproducts, to monitor their activity. ROS signals are both necessary and 24 sufficient for activity-dependent structural adjustments of both pre-and postsynaptic 25 terminals and for network output, as measured by larval crawling behavior. We find the 26 highly conserved Parkinson’s disease-linked protein DJ-1ß acts as a redox sensor in neurons 27 where it regulates pre-and postsynaptic structural plasticity, in part via modulation of the 28 PTEN-PI3Kinase pathway. Neuronal ROS thus play an important physiological role as 29 second messengers required for neuronal and network tuning, whose dysregulation in the 30 ageing brain and under neurodegenerative conditions may contribute to synaptic 31 dysfunction. 32
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