2018年8月20日,《Developmental Cell》發(fā)表了同濟大學生命科學與技術(shù)學院教授、附屬東方醫(yī)院課題組長林古法、張超、陳瑛博士合作的題為“Melanocortin receptor 4 signaling regulates limb regeneration”的研究論文,報道了黑皮質(zhì)素受體-4(Mc4r)信號通路調(diào)控脊椎動物斷肢再生的現(xiàn)象。該研究闡釋了Mc4r通路通過介導能量代謝、過氧化物ROS的產(chǎn)生來調(diào)節(jié)斷肢再生的分子機制,并提示促黑素?-MSH/Mc4r通路在斷肢再生中可能具有神經(jīng)營養(yǎng)作用。
兩棲動物蠑螈與爪蛙能夠完全再生斷肢,是再生能力最強的脊椎動物?,F(xiàn)有斷肢再生研究多集中于斷肢再生發(fā)生時肢體局部的細胞與分子機制,對中樞系統(tǒng)調(diào)控斷肢再生的研究則較少。本研究首先發(fā)現(xiàn)爪蛙蝌蚪下丘腦損傷會導致斷肢再生障礙,繼而證明調(diào)控飲食及能量代謝的黑皮質(zhì)素系統(tǒng)在斷肢再生過程中起作用,其作用機制是調(diào)節(jié)斷肢再生芽基細胞的能量代謝及過氧化物的產(chǎn)生。Mc4r也同樣在小鼠斷趾再生中起作用,缺失Mc4r小鼠趾尖不能再生。更有意思的是該研究發(fā)現(xiàn)促黑素?-MSH/Mc4r通路能夠拯救去神經(jīng)斷肢的再生,為斷肢再生對神經(jīng)組織的依賴性提出了一種可能的解釋,即神經(jīng)組織中促黑素?-MSH/Mc4活性通過調(diào)節(jié)過氧化物ROS產(chǎn)生介導了神經(jīng)對斷肢再生的調(diào)節(jié)。此外,目前關(guān)于黑皮質(zhì)素系統(tǒng)調(diào)控能量代謝的研究多集中于神經(jīng)中樞下丘腦,而對黑皮質(zhì)素受體特別是Mc4r在外周器官中的作用則缺乏研究,因此該研究為了解Mc4r在外周器官中的作用提供了廣闊的思路。
《中國細胞生物學學報》由林古法、陳瑛撰寫的《神經(jīng)系統(tǒng)對斷肢再生的調(diào)控》的綜述(doi: 10.11844/cjcb.2018.11.0202)對該研究及斷肢再生神經(jīng)支配亦有較詳盡的論述。
林古法教授、張超教授和陳瑛教授(現(xiàn)明尼蘇達大學)為本文的共同通訊作者。生命科學與技術(shù)學院研究生張夢詩、陳有為和徐菡謙為本文共同第一作者。參與此項工作的其它作者還有我院研究生楊荔、袁鋒、李磊和徐瑩。該研究得到了國家科技部、國家自然科學基金委、上海市科委等項目的資助。
文章信息: Free Featured Article:https://www.cell.com/developmental-cell/fulltext/S1534-5807(18)30606-3
示意圖:Mc4r調(diào)控斷肢再生
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