國際學術(shù)期刊Cell Reports 于12月17日在線發(fā)表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所鮑嵐研究組的最新研究進展：FMRP-Mediated Axonal Delivery of miR-181d Regulates Axon Elongation by Locally Targeting Map1b and Calm1。該研究揭示了RNA結(jié)合蛋白FMRP能夠負責軸突中miR-181d的運輸并通過調(diào)控靶基因aMap1b以及Calm1的軸突局部翻譯，進而調(diào)控軸突發(fā)育的過程。

　　神經(jīng)元作為一類高度特化的細胞，形成樹突和軸突。神經(jīng)元胞體中的mRNA可以運輸至樹突和軸突，并通過局部翻譯來參與調(diào)控神經(jīng)元的重要生理功能。作為轉(zhuǎn)錄后翻譯的重要調(diào)節(jié)因子，microRNA（miRNA）已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)定位于神經(jīng)元的樹突和軸突中，并參與調(diào)控神經(jīng)元的樹突發(fā)育以及突觸可塑性的建立。盡管已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)miRNA在軸突中的存在，但在不同類型的神經(jīng)元軸突中的miRNA的分布、功能、作用機制以及轉(zhuǎn)運模式并不是很清楚。

　　在研究員鮑嵐的指導下，博士后王斌和博士研究生潘林通過建立胚胎時期初級感覺神經(jīng)元微流小室分隔培養(yǎng)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)miR-181d選擇性地富集于初級感覺神經(jīng)元軸突中，并通過調(diào)控其下游靶分子Map1b和Calm1在軸突側(cè)的局部翻譯來參與神經(jīng)元軸突的延伸。進一步通過RNA免疫共沉淀、原位雜交和活細胞成像實驗，發(fā)現(xiàn)FMRP能夠結(jié)合miR-181d、Map1b和Calm1，并負責他們在軸突中的定位和運輸。Fmr1^I304N小鼠和培養(yǎng)的初級感覺神經(jīng)元胞體中FMRP下降均使軸突miR-181d、Map1b和Calm1下調(diào)，從而導致軸突中MAP1B和calmodulin蛋白水平下降。神經(jīng)生長因子（NGF）能夠通過促進Map1b和Calm1從FMRP和miR-181的抑制顆粒中釋放，發(fā)生局部翻譯以促進神經(jīng)元軸突的延伸。該工作揭示了FMRP介導的miR-181d和其結(jié)合mRNAs軸突運輸和局部蛋白合成調(diào)控的軸突延伸機制，為進一步理解miRNA在軸突發(fā)育中的功能提供了新的研究思路。

　　該工作得到了國家科技部、國家基金委、中國博士后科學基金、中國科學院上海生命科學研究院博士后項目基金以及上海市博士后科研基金的資助。

FMRP介導的miR-181d和其結(jié)合mRNAs軸突運輸和局部蛋白合成調(diào)控軸突延伸的模式圖