Presynaptic protein synthesis required for NT-3-induced long-term synaptic modulation

doi:10.1186/1756-6606-4-1

.2011年1月7日4:1。

doi:10.1186/1756-6606-4-1。

NT-3诱导的长期突触调节所需的突触前蛋白合成

H肖恩·杰¹, 袁元吉, 王颖（音）, 冯扬（音）, 魏武, 白露

附属公司

PMID： 21211057
预防性维修识别码：项目经理3023743
内政部： 10.1186/1756-6606-4-1

NT-3诱导的长期突触调节所需的突触前蛋白合成

H肖恩杰等。臼齿脑. 2011.

.2011年1月7日4:1。

doi:10.1186/1756-6606-4-1。

作者

H肖恩杰¹, 袁元吉, 王颖（音）, 冯扬（音）, 魏武, 白露

附属

¹基因、认知和精神病项目（GCAP），美国国家心理健康研究所/NIH，马里兰州贝塞斯达，20892。

PMID： 21211057
预防性维修识别码：项目经理3023743
内政部： 10.1186/1756-6606-4-1

摘要

背景：神经营养素引起突触传递和可塑性的急性和长期调节。以前，我们证明长期突触调节需要神经营养素受体复合体的内吞、PI3K和Akt的激活以及mTOR介导的蛋白质合成。然而，目前尚不清楚神经营养素的长期突触调节是否依赖于突触前或突触后细胞中的蛋白质合成。

结果：在这里，我们开发了一种诱导性蛋白翻译阻滞剂，其中蛋白激酶R（PKR）的激酶结构域与细菌回转酶B结构域（GyrB-PKR）融合，经细胞渗透性药物coumermycin治疗后，该结构域可二聚化。通过将GyrB-PKR基因靶向特定细胞类型，我们表明NT-3诱导的长期突触调制需要突触前蛋白合成，而不是突触后蛋白合成。

结论：我们的结果为神经营养素长期突触调节中蛋白质合成的细胞特异性需求提供了机制性见解。GyrB-PKR系统可能是研究细胞特异性蛋白质合成的有用工具。

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数字

图1
**香豆素诱导的GyrB-PKR二聚反应中eIF2α的磷酸化**（A）显示PKR激酶结构域与GyrB的coumermycin-binding结构域融合的示意图。应用coumermycin（C.mycin）诱导PKR融合蛋白的二聚化并激活PKR，触发eIF2α磷酸化并随后抑制从头合成蛋白。（B）显示C.mycin诱导的eIF2α在Ser51上的磷酸化的代表性印迹爪蟾表达GyrB-PKR的胚胎。胚胎用不同浓度的香豆素处理8小时，收获并溶解。如图所示，使用特定抗体进行蛋白质印迹。还用抗eIF2α和抗微管蛋白抗体探测印迹，用于负载对照。（C）不同C.mycin浓度下eIF2α磷酸化的定量。（D） 1μM Coumermycin诱导eIF2α磷酸化的时间进程。（E） 1μM C.mycin治疗和停药后eIF2α磷酸化的时间进程。用考默霉素处理胚胎2小时，并用不含C。Arrow表示退出C.mycin的时间点。请注意，eIF2α磷酸化水平在8小时内恢复到基线水平。多个印迹被量化（N=6），不同时间点的eIF2α-P信号被归一化为“0”小时的信号。

图2
**霉素诱导的GyrB-PKR二聚体抑制脊髓神经元蛋白质翻译**.（A）pd1-EGFP在爪蟾脊髓神经元。明亮的视野、荧光和合并图像（分别为左、中、右）显示脊髓神经元和肌肉细胞表达pd1-EGFP。N：神经元；M：肌肉细胞。棒材，10μm。（B）神经元荧光变化的量化。Pd1-EGFP要么单独表达，要么与GyrB-PKR一起表达爪蟾脊髓神经元，使用胚胎注射技术。在时间“0”时将C.mycin施加到培养皿中，并随时间监测pd1-EGFP荧光。图例中显示了所进行的实验数量。

图3
**NT-3在GyrB-PKR激活的神经肌肉突触中的正常急性突触增强作用**（A）显示NT-3急性突触增强的样本记录。NT-3（50 ng/ml）直接用于1天龄的神经肌肉联合培养。自发突触电流（SSC）的频率用于监测突触效能的变化。（B）一张显示神经肌肉突触的样本图像，其中肌肉细胞由表达GFP的脊髓神经元支配。N：神经元轴突（神经元体不在图像中）；M：肌肉细胞。棒材，10μm。（C） NT-3对没有GyrB-PKR表达的突触以及有GyrB-PKR突触前或突触后表达的突触的急性影响总结。每个数据点代表应用C.mycin之前和NT-3之后单个突触的SSC频率（从记录的30分钟开始平均）。请注意，应用香豆素不会影响记录基线。与每列关联的数字表示分析的单元格数。数据表示为平均值±SEM。

图4
**C.mycin诱导的PKR激活阻断NT-3的长期突触效应**（A）显示NT-3长期突触增强的样本记录。这个爪蟾在NT-3（5 ng/ml）存在或不存在的情况下培养神经肌肉共培养2天。GyrB-PKR的单独表达并不能阻止NT-3介导的长期突触增强。然而，将C.mycin应用于突触前表达GyrB-PKR的突触，可完全阻止NT-3的长期突触增强。（B） NT-3对无GyrB-PKR表达的突触和有GyrB-PKR前或后syanptic表达的突触体的长期影响总结。每个数据点代表SSC频率（从30分钟记录的平均值），形成一个单独的突触，有或没有coumermycin治疗。注意，单独应用C.mycin不能减弱NT-3慢性治疗引起的SSC频率增加。将C.mycin应用于突触表达GyrB-PKR突触前而非突触后，完全阻止了NT-3的长期突触效应。与每列关联的数字表示分析的单元格数。数据表示为平均值±SEM。

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[9] Lu B.神经营养素对突触的急性和长期调节。脑研究进展，2004年；146:137–150.-公共医学

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