神经系统靶细胞精确定位的分子生物学机制

神经系统网络信息的有效传递，依赖于神经细胞与，并且只与其正确的靶细胞形成应有的连接关系。与不正常的靶细胞形成信号传导的伙伴关系或正常靶细胞上信号传导功能的缺失都可导致神经信息处理的失常。然而，神经系统无与伦比的复杂性使得我们对神经细胞间联系如何形成？其正确性如何保证？一直没有解答。针对这一难点，我们利用线虫虫体透明，细胞图谱清晰，荧光标记手段便捷等诸多优势，初步发展了以中间神经元BDU和机械感应神经元PLM为模式的神经细胞连接形成的在体观察体系。结合线虫强有力的遗传学手段和基因功能分析，我们鉴定了两个新的、参与神经细胞连接形成的分子：AHR-1和NCAL-1。本项目拟进一步建立和完善BDU/PLM神经细胞特异性连接体系，通过鉴定新基因功能，发掘AHR-1转录调控网络，明确NCAL-1作用机制等，深入解析神经细胞特异连接形成的作用原理。

神经细胞之间的正确连接是神经信息感知、传导、存储的基本保障。然而，由于缺乏合适的体内动态跟踪手段，神经细胞间精确联系究竟如何形成所知极少。为此，我们建立了以中间神经元BDU和机械感应神经元PLM为模式的神经细胞联系形成的活体观察体系。通过正向遗传筛选和候选基因筛查，我们发现局部Wnt信号精确感应是BDU和PLM联结形成的关键。转录因子AHA-1和AHR-1通过加强Wnt受体CAM-1的表达帮助BDU-PLM联结形成；新鉴定的CHDP-1蛋白与微丝重要调控蛋白Rac1/CED-10结合，促进细胞突起，协助Wnt信号感应，进而影响BDU-PLM联结形成。总体而言，我们的研究揭示了一系列调控因子，它们通过调控Wnt信号感应，协助在体神经元与其靶细胞联结形成。