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.2017年12月20日；96（6）：1264-1271.e.5。
doi:10.1016/j.neuron.2017.11.018。 Epub 2017年11月30日。

相反方向的微管之间的分化控制着极化的神经元运输

罗德里克·帕塔斯 1, 阿娜·查佐 1, Bas M C克隆 1, Maaike LA Lambers公司 1, Casper C Hoogenraad公司 1, Lukas C Kapitein公司 2
附属公司
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相反方向的微管之间的分化控制着极化的神经元运输

罗德里克·帕塔斯等。 神经元. .

摘要

微管对神经元的极化运输至关重要，但其组织如何将运动蛋白引导至轴突或树突尚不清楚。由于不同的电机识别不同的微管特性，我们使用光学纳米显微镜检查微管取向、稳定性和修饰之间的关系。对超分辨率微管的电机进行纳米追踪并确定其极性，结果表明，在树突中，稳定的和乙酰化的微管大多为负向，而动态的和酪氨酸化的微管则相反。此外，具有相似取向和修饰的微管形成束，偏向运输。重要的是，由于脉冲导向的激动素-1选择性地与乙酰化微管相互作用，该组织引导该马达离开树突进入轴突。相比之下，激动素-3更喜欢酪氨酸化的微管，可以进入轴突和树突。将不同的微管亚群分离成相反方向的束，构成了神经元微管细胞骨架的关键结构原理，使不同的运动蛋白能够极化分类。

关键词：轴突；树枝晶；驱动蛋白；微管定向；微管极性；微管；运动蛋白；神经元极性；神经元；极化传输。

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数字

图1
图1
motor-PAINT：微管超分辨成像及其定向（A）分析：提取和固定后，添加纯化和荧光标记的马达，并通过单向运行绘制微管阵列。另请参见图S1和S2。（B） 通过对数千个运动结合事件进行亚像素定位获得的提取U2OS细胞的超分辨率图像。（C） 左：同一细胞的超分辨率重建，所有微管段均根据其绝对方向着色。图例箭头指向加号的方向。右：缩放显示自由微管正负端。另请参见图S2。（D） 在COS7细胞中诺卡唑洗脱后获得的中心体微管阵列的定向映射。（E） 培养大鼠海马神经元（DIV16–DIV17）树突和轴突微管的基于运动的超分辨率重建。顶部图像基于所有绑定事件（每个图像>42405个事件）。底部图像为绝对方向的彩色编码。轨迹插值用于所有基于跑步的图像。（F） 5μm长的近端、中部和远端树突状节段向内和向外运动的驱动蛋白定量，分别反映末端向外和向内的微管数减。（G） 根据（F）中所示的图表，近端、中部和远端树突状节段中负端外向型微管的百分比。（H） 近端、中部和远端树突节段中负向终末外向微管的平均百分比（平均值±SEM，n=7个神经元的每个类别的7个节段）。比例尺，5μm（B），1μm（D和E）。
图2
图2
树枝状微管阵列通过定向和修饰实现空间分离（A）树突的三个示例显示了优先极性束（左右）。基于所有绑定事件（顶部）、向内运行（右中部）、向外运行（左中部）或双向运行（底部）的基于马达的超分辨率重建。轨迹插值用于基于跑步的图像。（B） 沿着（A）所示的线向内和向外指向的微管的强度分布。另请参见图S3。（C） 对于（A）中标记为1或2的区域，向外和向内管路之间的比率或相反。DIV2神经元胞体酪氨酸化和乙酰化MT免疫染色的平均值±SEM。（D）STED图像（顶部）和单个酪氨酸化通道（左下方）和乙酰化通道（右下方）。（E） 从DIV2和DIV7轴突缩放，突出显示酪氨酸化和乙酰化MT之间的空间隔离。沿着指示线的相应强度剖面显示在右侧图像的旁边。另请参见图S4。比例尺，1μm（A和E），5μm（D）。
图3
图3
负端外向微管更稳定，乙酰化程度更高（A和B）在对照条件下（A）或与4μM诺可唑（B）孵育2.5小时后，酪氨酸化和乙酰化微管免疫染色的DIV9神经元的概述和缩放。（C和D）在对照条件下（C）或诺卡唑治疗后（D）对树突状节段进行motor-PAINT。（E） 对照组和诺卡唑处理的神经元树突段中负向终末外向微管的百分比。平均值±SD，对照组：n=7，诺卡唑：n=16，通过3个独立实验获得。t试验：∗∗∗p<0.001。（F） 树突节段的负端入（左）、负端出（中）和乙酰化微管（右）的相关重建图像。另请参见图S5。（G） 沿着（F）所示的线测量微管方向和乙酰化微管蛋白通道的强度分布。比例尺，5μm（A和B），1μm（C、D和F）。
图4
图4
在表达GFP-kif5a后1天，对GFP和乙酰化微管蛋白或GFP和酪氨酸化微管素进行严格染色，在DIV4极化神经元胞体（A）或神经突（B）的神经元轴突和树突（A和B）STED图像中，Kinesin-1优先选择稳定的、乙酰化的微管。另请参见图S6。（C） 图示树突微管组织的现有和新模型的卡通。微管上的箭头表示加号。激动素-1和激动素-3分别优先在稳定/乙酰化和动态/酪氨酸化微管上移动。（D） 新模型可以解释Kinesin-1选择性进入轴突的原因。箭头表示传输方向性偏差（另请参见图S7）。比例尺，2μm（A和B）。
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  • 突触前视角：神经发育障碍中的轴突转运缺陷。
    熊国杰、盛志华。 熊国杰等。 细胞生物学杂志。2024年6月3日；223（6）：e202401145。doi:10.1083/jcb.202401145。Epub 2024年4月3日。 细胞生物学杂志。2024 PMID：38568173 免费PMC文章。 审查。
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    Holland ED、Miller HL、Millette MM、Taylor RJ、Drucker GL、Dent EW。 Holland ED等人。 bioRxiv[预印本]。2024年3月4日：2024.03.04.583370。doi:10.1101/2024.03.04.583370。 生物Rxiv。2024 PMID：38496454 免费PMC文章。 预打印。
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    1. Arnold D.B.，Gallo G.结构满足功能：轴突中的肌动蛋白丝和肌球蛋白马达。神经化学杂志。2014;129:213–220.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Atherton J.、Houduse A.和Moores C.绘制驱动蛋白信使的配送路线。生物细胞。2013;105:465–487.-公共医学
    1. Baas P.W.、Deitch J.S.、Black M.M.、Banker G.A.海马神经元微管的极性取向：轴突的均匀性和树突的不均匀性。程序。国家。阿卡德。科学。美国1988年；85:8335–8339.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Baas P.W.，Rao A.N.，Matamoros A.J.，Leo L.神经元微管的稳定性。细胞骨架。2016;73:442–460.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Balabanian L.、Berger C.L.、Hendricks A.G.乙酰化微管优先捆绑，从而增强Kinesin-1的运动能力。生物物理学。2017年J月；113:1551–1560.-项目管理咨询公司-公共医学

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