研究人员发现了调节神经元和成神经细胞瘤癌细胞迁移的蛋白质复合物
在大脑发育过程中，神经元必须在复杂的环境中进行长距离迁移，直到到达最终目的地。为了找到指导，他们必须在它们的受体和周围分子之间建立一些相互作用——这仍然很难研究。
一篇论文发表在细胞已经确定了两种不同的蛋白质，神经元受体Unc5和分子Glipican 3 (GPC3)，如何在两个不同的过程中决定性地指导神经元:大脑脑源性癌细胞(神经母细胞瘤)的形成和增殖。
这篇论文确定了两种蛋白质连接的点;它揭示了新的Unc5-GPC3复合体的结构，并确定了它在神经元迁移和某些肿瘤中的关键作用。它还深入研究了以精确的方式调节细胞迁移的机制，并阐述了如何一些分子机制调节细胞迁移的基因在神经元和一些脑肿瘤之间高度保守。
领导这项研究的团队由Daniel del Toro专家组成，他来自巴塞罗那大学医学与健康科学学院和神经科学研究所(ubneuroo)、August Pi i Sunyer生物医学研究所(IRIBAPS)和神经退行性疾病生物医学研究网络中心(CIBERNED);ob欧宝直播nba来自法国里昂大学的Valerie Castellani和来自英国牛津大学的Elena Seiradake。
Unc5-GPC3复合体:蛋白质和glyidic包膜
在大脑皮层的发育过程中，神经元使用起源于它们的纤维干细胞，被称为放射状神经胶质，作为到达最终位置的公路。在迁移过程中，神经元必须与这些纤维相互作用，但所涉及的蛋白质以及它们如何相互作用都是相当未知的。
详细了解大脑发育过程中脑细胞的分子引导机制是一个相当复杂的目标。在这项研究中，三个科学团队的合作和专业知识已经确定了两种蛋白质Unc5和GPC3之间的相互作用，并详细了解了它们如何通过携带到表面的碳水化合物结合。
“这项研究首次揭示了一种新的复合物，由神经元中存在的蛋白质Unc5和化合物GPC3形成，GPC3存在于这些细胞迁移的纤维中。当它们相互作用时，就会形成Unc5-GPC3蛋白复合物，从而促进神经元在纤维上的迁移，”布法罗大学生物医学系成员丹尼尔·德尔·托罗说。
通过对蛋白质复合物的结构分析，脑细胞中分子引导机制的发现成为可能。通过识别蛋白质之间的结合位点，该团队能够生成控制它们相互作用的工具，并识别这种蛋白质复合物的特定功能。“一个非常令人惊讶的结果是发现复合物本身调节着不同细胞的迁移，如神经元和特定细胞脑部肿瘤比如成神经细胞瘤，”研究人员说。
这项研究的重点是分析大脑皮层主要神经元的迁移，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，研究小组发现，Unc5-GPC3复合体存在于大脑的其他区域，因此，其他神经元也可以使用它进行迁移。“例如，其他神经元——被称为中间神经元——也到达大脑皮层，并从这个复合物中表达蛋白质。因此，在未来的研究中，在其他类型的神经元中测试这种复合体的功能将是非常有趣的，”丹尼尔·德尔·托罗说。
不同细胞共享的分子指南
迄今为止，人们认为细胞在完全独立的生物环境中使用不同的机制进行迁移，但新的结果表明，在迁移过程中的引导机制细胞迁移可以由不同的单元格类型共享和重用。这意味着本研究中生成的知识工具可以应用于非常不同的环境中，例如其他细胞类型的迁移，或者在某些病理(如癌症)中应用新策略来控制这一过程。
应该记住，在某些肿瘤的情况下，如成神经细胞瘤，Unc5蛋白的表达非常高。“因此，我们认为这个因素也可以调节这种肿瘤细胞的迁移和扩散，这是里昂团队的研究领域。考虑到复合物中的另一种蛋白质GPC3在其他类型的肿瘤中高度表达，很可能在其他癌症中形成相同的复合物。因此，这项研究中开发的工具将允许我们在未来的研究中研究它，”研究人员说。
UB团队专注于研究Unc5-GPC3复合物在神经元迁移中的作用。在实验室中，研究小组在实验过程中发现了这种新的蛋白质复合物在大脑中的存在大脑发育．基于这一发现，他们将研究重点放在了大脑皮层神经元迁移过程中这种复合物的研究上。他们使用不同的技术，修改了这些蛋白质在小鼠大脑中的结合位点，这使得他们能够在这个过程中展示它们的功能。
在方法上，它也已决定性地获得的结构蛋白质复合体通过x射线晶体学来确定蛋白质之间的结合位点。由于牛津大学小组的贡献，已经有可能开发出非常小的抗体(纳米抗体)，可以促进或阻止这种复合物的形成。
“我们已经能够在大脑仍处于开发阶段时将这些纳米抗体引入大脑，以观察这种复合物如何调节神经元的迁移。此外，我们还利用基于结构的蛋白质工程应用微流控方法来研究皮层神经元的行为，”del Toro说。
调节神经元和肿瘤细胞迁移的新工具
神经元迁移过程的改变大脑皮层会导致认知改变和学习问题等。从更临床的角度来看，在成神经细胞瘤等肿瘤的情况下，所有调节其传播的过程都对病理的预后有很大的影响。
“通过研究迁移中的Unc5-GPC3复合物产生的结果和工具神经元是未来研究其在大脑中的功能的理想选择。特别是，这项研究为我们提供了研究复合物在其他系统中运作的功能的工具，例如在发育过程中大脑的不同区域或在其他肿瘤的迁移中。”
del Toro总结道:“考虑到形成复合物的蛋白质可以与其他成分相互作用，发现这种复合物是否可以通过加入新的蛋白质来调整细胞在不同环境中迁移的反应，这将是很有趣的。”
