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小脑浦肯野细胞(PC)中不同形式的可塑性对于运动学习和小脑相关疾病至关重要。cAMP在小脑和海马区突触前长时程增强(LTP)中起重要作用。然而,诱发突触前LTP的下游分子机制尚不清楚。在这里,研究了cAMP效应蛋白EPAC在8Hz刺激诱导平行纤维-浦肯野细胞(PF-PC)突触前LTP中的作用。发现EPAC促进PKCε活化,从而上调RIM1α的苏氨酸磷酸化,进一步促进了Rab3A/RIM1α/Munc13-1三聚体复合物的组装,以及突触前活性区中突触小泡的锚定。EPAC1和EPAC2的缺失不影响小脑的细胞结构,但抑制了8-Hz LTP和Forskolin介导的平行纤维末端突触递增强,这表明EPAC参与cAMP诱导的递质释放和突触前LTP。考虑到EPAC和PKCε在整个中枢神经系统突触前均有较高蛋白表达,因此,认为EPAC-PKCε信号通路对中枢系统突触前递质释放和可塑性具有重要作用。
Fahr综合征是一种与小脑病变相关的退行性疾病,患者伴有精神障碍和运动障碍。有研究报导,MEA6(P521A)基因突变是导致Fahr综合征的潜在病因。MEA6基因表达蛋白称为脑膜瘤表达抗原6蛋白(MEA6),MEA6主要位于内质网(ER)出口部位,调节胶原蛋白,极低密度脂蛋白和胰岛素的转运。发现MEA6对小脑发育和运动表现至关重要。在中枢系统中敲除MEA6的小鼠(Nestin-Cre;MEA6F/F)显示出较小的体重和脑尺寸,并且在出生后最多存活28天。免疫组织化学和行为学研究表明,这些敲除小鼠在小脑发育和运动能力方面存在缺陷。浦肯野细胞特异性敲除MEA6(pCP2-Cre;MEA6F/F)的小鼠小脑分叶和小鼠步态无明显异常,但浦肯野细胞树突“自我回避”和运动学习能力均有缺陷。有趣的是,参与小脑发育的关键分子,包括Slit2和脑源性神经营养因子(BDNF)的在ER中表达显著增加,表明MEA6缺失导致内质网-高尔基转运功能受损。我们的研究对解释MEA6在小脑中的功能以及Fahr综合征发病机制具有重要意义。
Fahr综合征是一种与小脑病变相关的退行性疾病,患者伴有精神障碍和运动障碍。有研究报导,MEA6(P521A)基因突变是导致Fahr综合征的潜在病因。MEA6基因表达蛋白称为脑膜瘤表达抗原6蛋白(MEA6),MEA6主要位于内质网(ER)出口部位,调节胶原蛋白,极低密度脂蛋白和胰岛素的转运。发现MEA6对小脑发育和运动表现至关重要。在中枢系统中敲除MEA6的小鼠(Nestin-Cre;MEA6F/F)显示出较小的体重和脑尺寸,并且在出生后最多存活28天。免疫组织化学和行为学研究表明,这些敲除小鼠在小脑发育和运动能力方面存在缺陷。浦肯野细胞特异性敲除MEA6(pCP2-Cre;MEA6F/F)的小鼠小脑分叶和小鼠步态无明显异常,但浦肯野细胞树突“自我回避”和运动学习能力均有缺陷。有趣的是,参与小脑发育的关键分子,包括Slit2和脑源性神经营养因子(BDNF)的在ER中表达显著增加,表明MEA6缺失导致内质网-高尔基转运功能受损。我们的研究对解释MEA6在小脑中的功能以及Fahr综合征发病机制具有重要意义。