细胞:沉重！科学家发现了特殊的蛋白质复合物 可以调节大脑神经元和神经母细胞瘤细胞的迁移

来源：100医疗网原创2022-11-03 09336020

通过研究，巴塞罗那大学和其他机构的科学家揭示了两种不同的蛋白质分子，即神经元受体Unc5和GPC3(Glipican 3)，如何在两种不同的过程中精确合作，以指导神经元。

在大脑的发育过程中，神经元要在复杂的环境中长距离迁移，直到到达最终目的地。为了找到指导，他们必须建立受体和周围分子之间的各种相互作用。目前，研究人员对这些相互作用仍然知之甚少。近日，一篇题为《GPC 3-UNC5受体复合物的结构及其在细胞迁移中的作用》的研究报告发表在国际期刊《细胞》上。来自巴塞罗那大学和其他机构的科学家通过研究揭示了两种不同的蛋白质分子，即神经元受体Unc5和GPC3(Glipican 3)，如何在两个不同的过程中合作指导神经元，包括大脑形成和脑源性癌细胞(成神经细胞瘤)扩散的过程。

发现了一种特殊的蛋白质复合物，可以调节大脑神经元和神经母细胞瘤细胞的迁移。

图像：单元格(2022)。doi:10.1016/j.cell

在这项研究中，研究人员确定了这两种蛋白质的连接，从而揭示了新的Unc5-GPC3复合物的结构，并确定了它在神经元迁移和特定肿瘤发生中的重要作用。同时，研究人员还精确地研究了调节细胞迁移的分子机制，揭示了一些调节细胞迁移的分子机制如何在神经元和一些脑肿瘤之间高度保守。在大脑皮层的发育过程中，神经元可以使用起源于大脑的纤维(即放射状胶质细胞)作为到达其最终位置的高速公路。在迁移过程中，神经元必须与这些纤维相互作用，但其中涉及的蛋白质以及它们之间的相互作用方式目前尚不清楚。

详细分析大脑发育过程中脑细胞的分子引导机制可能是一个相当复杂的目标。在这项研究中，研究人员确定了Unc5和GPC3蛋白之间的相互作用，并详细揭示了它们如何通过它们携带的碳水化合物结合到它们的表面。研究人员丹尼尔德尔托罗(Daniel del Toro)表示，这项研究首次揭示了存在于神经元中的蛋白质Unc5和存在于迁移通过这些细胞的纤维中的化合物GPC3之间形成的新复合物。当两者开始相互作用时，就会形成Unc5-GPC3蛋白复合物，促进神经元在纤维上的迁移。

通过分析这种蛋白质复合物的结构，研究人员可以发现脑细胞中的分子导向机制。通过识别蛋白质之间的结合位点，研究人员开发了特殊的工具来控制这种相互作用，并识别这种蛋白质复合物的特定功能。令研究人员惊讶的一个结果是，这种复合物本身调节某些脑肿瘤如神经元和神经母细胞瘤中不同细胞的迁移过程。随后，研究人员重点研究了大脑皮层主要神经元的迁移模式，这是调节最复杂认知功能(语言、认知、抽象思维等)的神经回路正确形成的决定性过程。).然而，研究人员发现，Unc5-GPC3复合物也存在于大脑的其他区域，因此其他神经元也可以用于迁移。例如，其他被称为中间神经元的神经元也会到达大脑皮层，并从这个复合体中表达特殊的蛋白质；因此，在未来的研究中，研究人员将在其他神经细胞类型中测试这种复合物的功能。

迄今为止，研究人员认为细胞可以通过使用不同的机制在完全独立的生物环境中迁移，但最新的研究结果表明，这种导向机制可能在细胞迁移过程中被不同的细胞类型共享和重用，这可能表明研究人员在本文中开发的工具可能应用于不同的环境背景，如其他细胞类型的迁移或在特定病理条件下(如癌症)应用新的策略来控制该过程。但是，应该记住，在特定的肿瘤(如神经母细胞瘤)中，Unc5蛋白的表达相当高。因此，研究人员认为，这种因子可能能够调节肿瘤细胞的迁移和扩散。由于该复合物中名为GPC3的蛋白质在其他肿瘤类型中也高度表达，因此相同的复合物很可能在其他癌症类型中形成。研究人员开发的工具可能会帮助他们在未来继续进一步的研究。

图片来源：3359 www.cell.com/cell/fulltext/s0092-8674(22)01197-7？_ returnURL=https://linking hub . Elsevier.com/retrieve/pii/s 0092867422011977？showall=true

目前，研究人员已将重点放在对神经元迁移过程中Unc5-GPC3复合物的研究上。在实验室中，研究人员在大脑发育过程中发现了这种新的蛋白质复合物。基于这些发现，他们重点研究了这种复合体在大脑皮层神经元迁移过程中的作用。使用不同的技术，他们可以修改小鼠大脑中的这些蛋白质结合位点，这可能有助于他们阐明复合物在这一过程中的功能。

能。在方法上，研究人员通过X射线晶体学技术就能获得这种蛋白复合体的结构，从而就能确定这些蛋白质之间的结合位点，如今研究人员已经开发出了小型的抗体（纳米抗体）来促进或阻断这种复合体的形成。研究者del Toro说道，如今我们能够在大脑仍然处于发育阶段引入这些纳米抗体并观察这种复合体是如何调节神经元迁移的，此外，我们还应用微流体方法并利用基于结构的蛋白工程学技术来研究大脑皮层神经元的特殊行为。

大脑皮层中神经元迁移过程的改变会引发大脑认知功能改变和学习问题出现，从更多的临床角度来看，比如诸如神经母细胞瘤等肿瘤，调节肿瘤细胞播散的所有过程对于患者的疾病预后或许有着非常大的影响。对迁移神经元中Unc5-GPC3复合体进行研究所开发出的工具或许是未来研究其在大脑中功能的理想工具，尤其是，本文研究提供了合适的工具来研究这种复合体在其它系统中是如何运作的，比如在大脑发育期间的不同大脑区域中或在其它肿瘤的迁移过程中等。

考虑到形成复合体的蛋白质能与其它组分之间发生相互作用，研究人员非常感兴趣研究是否这种复合体能通过加入新的蛋白质来被修饰，从而适应细胞在不同环境中进行迁移时的反应。综上，本文研究结果揭示了一种保守的细胞指引结构机制，其中Unc5-GPC3复合体之间精细化平衡的相互作用或能调节细胞的迁移过程。（100yiyao.com）

原始出处：

Onno Akkermans，C line Delloye-Bourgeois，Claudia Peregrina,et al. , Cell (2022). DOI: 10.1016/j.cell.2022.09.025

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