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JIP1与JIP3协同介导TrkB顺轴突转运及其机制研究
结题报告
批准号:
31401219
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
孙涛
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:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
王栋栋、马新良、李媛、陈群
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中文摘要
脑源性神经营养因子(BDNF)在调控神经元突起生长及突触可塑性中发挥着关键作用,它的生物学功能主要由神经元膜表面的TrkB受体介导。研究显示,神经元内TrkB正确转运至轴突末端,对于突触前BDNF信号的实现十分重要。我们前期工作发现,在体外培养的海马神经元中JNK相互作用蛋白1(JIP1)与JIP3都参与TrkB的顺轴突转运,并且它们可以协同解除kinesin-1的自抑制。在此基础上,我们将综合运用基因敲除小鼠、坐骨神经结扎、微管结合实验和分子克隆技术,在小鼠体内进一步明确JIP1与JIP3是否协同介导TrkB的顺轴突转运,并研究JIP1与JIP3协同解除kinesin-1自抑制的分子机制,最终将证实这一双分子调控模型是否适用于TrkB之外其他货物的顺轴突转运。本研究有助于深入认识TrkB顺轴突转运的精确调控机制,并为人们更好地理解kinesin-1介导的货物转运调控提供一个参考模型。
英文摘要
Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) plays a key role in regulation of neurites outgrowth and synaptic plasticity,which function is mainly mediated by the TrkB receptors. Studies have shown that BDNF signaling in neurons depends on its proper transportation and localization at axon tips. Our previous study has proved that JNK-interacting protein 1 (JIP1) and JIP3 could mediate TrkB axonal anterograde transport and cooperate to release the molecular motor kinesin-1 from autoinhibition. In this project, we will continue to investigate that JIP1 and JIP3 cooperate to mediate TrkB axonal anterograde transport in vivo, by using of transgenic mice and sciatic nerve ligation technology. Then the molecular mechanisms for JIP1 and JIP3 cooperating to release kinesin-1 from autoinhibition will be studied by microtubule binding assay and molecular cloning. At last, we will determine whether JIP1 and JIP3 synergetically actived kinesin-1 is suit for anterograde transport of other cargos besides TrkB. This study aims to in-depth study of the precise regulating mechanisms of TrkB axonal anterograde transport, to provide a model for us to understand the regulation of kinesin-1 mediated cargo trafficking.
脑源性神经营养因子(BDNF)作为神经营养因子家族的成员之一,在神经元活性依赖的突触功能变化中发挥着十分重要的作用。在脑中,由靶组织所分泌的BDNF可以与位于轴突末端的高亲和性受体TrkB结合,使神经元对靶组织的指令进行应答。所以,神经元内TrkB正确转运至轴突末端,对于突触前BDNF信号的实现十分重要。目前已证实,TrkB的顺轴突转运是在支架蛋白JIP3或复合体Slp1/Rab27B/CRMP-2的介导下结合到马达蛋白kinesin-1实现的。但是马达蛋白需要消耗ATP来介导货物的胞内运输,所以kinesin-1在空载状态下一般是通过自抑制来避免浪费ATP的,对于TrkB装载到kinesin-1上后kinesin-1的自抑制解除机制目前尚无相关报道。在本研究中,我们首先利用购买的JIP1敲除小鼠,借助坐骨神经结扎和活细胞拍照等技术,从多个角度证实了JIP1亦可以调控TrkB的顺轴突转运。其次,我们又借助免疫细胞化学染色技术,活细胞拍照技术,分子克隆技术等证实了JIP1和JIP3可以协同介导TrkB的顺轴突转运。目前已有研究证实,kinesin-1自抑制存在两种机制:第一种,KHC的尾部在空载情况下可以包裹它的马达结构域,进而抑制ADP从马达结构域上释放,使KHC从微管上脱离下来;第二种,KLC可以将两个马达结构域从空间上分离开来,从而抑制kinesin-1以正常形态结合到微管上去。我们通过分子克隆技术和微管结合实验的研究证实,JIP1与kinesin-1的重链KHC和轻链KLC的结合,以及JIP3同时与KLC的结合可以协同解除kinesin-1的自抑制效应,使其可以结合到微管上并进行运输。进一步的,我们再次借助免疫细胞化学染色技术证实了JIP1与JIP3协同解除kinesin-1自抑制的模型适用于TrkB的顺轴突转运过程。最后,我们则利用microfluidic chamber技术和免疫细胞化学染色实验验证了JIP1与JIP3可以通过协同介导TrkB的顺轴突转运调节轴突末端BDNF诱导的TrkB的逆向信号。我们的这些研究将深化我们对TrkB顺轴突转运调节机制的理解,并为我们提供了一个新的kinesin-1的自抑制解除模型。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
HDAC7 Ubiquitination by the E3 Ligase CBX4 Is Involved in Contextual Fear Conditioning Memory Formation
E3 连接酶 CBX4 泛素化 HDAC7 参与情境恐惧调节记忆形成
DOI:10.1523/jneurosci.2773-16.2017
发表时间:2017-04-05
期刊:JOURNAL OF NEUROSCIENCE
影响因子:5.3
作者:Jing, Xu;Sui, Wen-Hai;Wang, Yue
通讯作者:Wang, Yue
Ubiquitin C-Terminal Hydrolase L1 (UCH-L1) Promotes Hippocampus-Dependent Memory via Its Deubiquitinating Effect on TrkB
泛素 C 端水解酶 L1 (UCH-L1) 通过对 TrkB 的去泛素化作用促进海马依赖性记忆
DOI:10.1523/jneurosci.3148-16.2017
发表时间:2017
期刊:JOURNAL OF NEUROSCIENCE
影响因子:5.3
作者:Guo Yun-Yun;Lu Yi;Zheng Yuan;Chen Xiao-Rong;Dong Jun-Lu;Yuan Rong-Rong;Huang Shu-Hong;Yu Hui;Wang Yue;Chen Zhe-Yu;Su Bo
通讯作者:Su Bo
Pre-synaptic TrkB in basolateral amygdala neurons mediates BDNF signaling transmission in memory extinction.
基底外侧杏仁核神经元中的突触前 TrkB 介导记忆消退中的 BDNF 信号传导。
DOI:10.1038/cddis.2017.302
发表时间:2017-07-27
期刊:Cell death & disease
影响因子:9
作者:Li Y;Wang D;Li Y;Chu H;Zhang L;Hou M;Jiang X;Chen Z;Su B;Sun T
通讯作者:Sun T
JIP3 regulates neuronal radial migration by mediating TrkB axonal anterograde transport in the developing cerebral cortex.
JIP3 通过介导发育中的大脑皮层中的 TrkB 轴突顺行运输来调节神经元径向迁移。
DOI:10.1016/j.bbrc.2017.02.132
发表时间:2017
期刊:Biochemical and biophysical research communications
影响因子:3.1
作者:Huixian Ma;Hui Yu;Ting Li;Yan Zhao;M. Hou;Zheyu Chen;Yue Wang;Tao Sun
通讯作者:Tao Sun
JIP1 and JIP3 cooperate to mediate TrkB anterograde axonal transport by activating kinesin-1
JIP1 和 JIP3 通过激活驱动蛋白-1 合作介导 TrkB 顺行轴突运输。
DOI:10.1007/s00018-017-2568-z
发表时间:2017-11-01
期刊:CELLULAR AND MOLECULAR LIFE SCIENCES
影响因子:8
作者:Sun,Tao;Li,Yuan;Chen,Zheyu
通讯作者:Chen,Zheyu
“炎症刹车信号”脂氧素B4调控细胞焦亡治疗根性神经痛的机制研究
  • 批准号:
    81972145
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    孙涛
  • 依托单位:
ITP患者巨核细胞中通过抑制JIP3表达调节c-Mpl在细胞膜表面的分布及其机制研究
  • 批准号:
    81873425
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    孙涛
  • 依托单位:
补体系统调控——“炎症刹车信号”脂氧素治疗椎间盘突出所致根性神经痛的新机制
  • 批准号:
    81772443
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    孙涛
  • 依托单位:
脂氧素,炎症"刹车"信号,在椎间盘突出所致根性神经痛中的作用及机制研究
  • 批准号:
    81271232
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    孙涛
  • 依托单位:
RNA干扰沉默NF-κB基因治疗神经病理性疼痛的实验研究
  • 批准号:
    30801072
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    16.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    孙涛
  • 依托单位:
国内基金
海外基金