神经元之间的突触,接触点,基本要素支持能力的神经元相互交流和传递相关信息。他们大脑发育中扮演不可或缺的角色,连接神经元的神经回路,例如,那些与我们的行为相关。因此,影响突触的完整性和/或功能的改变可能导致突触病态或synaptopathies。例如,许多神经系统疾病包括老年痴呆症、唐氏综合症、癫痫、帕金森病和神经发育障碍如自闭症谱系障碍、智力障碍,据报道,与脆性X综合征一直表现出异常突触组成、形态、和功能。这个特殊的问题讨论的各个方面构成突触蛋白的分子相互作用网络和复杂的信号通路激活的,知识是至关重要的理解synaptopathies参与不同的细胞和分子机制。突触组成突触前室,由轴突终末及其蛋白质机械涉及的释放神经递质。突触前囊泡胞外分泌,神经递质溢出到细胞外空间称为突触间隙和扩散到突触后车厢,组成蛋白质的机器接收和能传感neurotransmitter-induced信号(1]。大多数synaptopathies直接或间接影响突触蛋白的分子曲目。
诉我。托雷斯等人提供一个全面审查描述特定的预处理和突触后的蛋白质参与各种synaptopathies的生理病理学和赤字这些分子如何为不同的synaptopathic机制作出贡献。诉我。托雷斯等人目录不同的突触前和突触后蛋白质迄今为止涉及神经,神经发育和神经退行性疾病。更具体的审查由g . Rudenko小说在突触粘附分子(SAMs),其中很多现在涉及神经,神经发育,以及神经退行性疾病。地空导弹系绳前或突触后膜把细胞外领域延伸到突触间隙的坐标蛋白质交互网络。地空导弹的一个更大的多样性及其蛋白质相互作用存在比此前被感激。此外,sam驱动更复杂的功能比纯粹的突触前和突触后膜的附着力。此外,地空导弹动态控制通过各种机制,使他们能够发挥关键作用在突触可塑性。因此,考虑sam在突触的发展的至关重要的作用,他们可能会产生新的治疗靶点,可以利用某些synaptopathies改善。
几篇文章在这个特殊的问题集中在特定的突触蛋白的细节。美国Biggi等人目前的证据表明c-Jun n端激酶(物),代理presynaptically,可能有一个重要的在突触功能的作用。物是一个信号通路的一部分强烈激活NMDA刺激和参与突触可塑性。值得注意的是,直到现在,大多数研究都集中在物的突触后机制的行动,和更少的了解物突触前定位及其生理作用在这个网站。美国Biggi等人表明,突触前NMDA受体的激活导致激活物的调节神经递质释放与SNARE蛋白通过直接的交互。这些发现已经考虑到物相关活动不仅与神经退行性疾病如阿尔茨海默氏症,亨廷顿氏舞蹈症,帕金森病,还精神障碍和智力障碍。最近的证据表明,f . Longhena等人审查α-核蛋白拥有一本小说“prion-like”行为,即蛋白质可以transsynaptically传播引发的聚合α-核蛋白在邻近的神经元,帕金森病动物模型中观察到的现象和病人(2- - - - - -5]。单体、低聚物的纤丝的α-核蛋白形式积累在突触终端水泡膜由于其高度的亲和力,可以释放这一过程被认为是介导主要由exosomal囊泡(6,7]。一旦发布,α-核蛋白可能影响内生α-核蛋白在受体神经元,从而影响其功能,和/或可能与膜脂质相互作用导致前和突触后的改变,因此突触失败。这部小说的机理的说明α-核蛋白可以揭示了传播的贡献α-核蛋白蔓延到synaptopathy帕金森病相关。大肠Perez-Palma等人介绍Wnt /相关的新证据β连环蛋白信号和Wnt /小说的表达β连环蛋白目标基因。除了基因在神经前体细胞,前脑发展,和干细胞分化、大肠Perez-Palma等人还发现了大量的基因和转录因子的活动。由Wnt基因调制/β连环蛋白信号参与生物过程如神经结构和活动,并在synaptopathies影响。b . k .浪蚀底等人提供的证据表明,分泌神经营养因子neuregulin 1 (NRG1)及其受体ErbB4信号通过多功能支架蛋白,中断在精神分裂症1 (DISC1)。在一起,他们调节皮质抑制性中间神经元的发展也因此影响适当的兴奋和抑制性信号之间的平衡。自编码这些蛋白的基因已确定独立作为精神分裂症的风险因素,一个完整的了解这些蛋白质的相互作用来调节大脑皮层抑制神经元的发展形态和突触形成可以提供深入了解这些流程进展到synaptopathies。
进一步,在这个特殊的问题,两篇论文关注动物模型的使用产生大量的信息synaptopathies的潜在机制。癫痫是一种神经精神疾病的特征是异常和过度的神经活动导致倾向复发的无端发作影响兴奋性和抑制性突触,突触可塑性,和行为8]。m .楞兹等人使用pilocarpine-induced癫痫持续状态动物模型研究synaptopodin actin-binding蛋白质表达的皮质神经元参与突触可塑性和脊柱重建的调制9,10]。他们建议synaptopodin是一种有价值的诊断标志物检测改变神经元的能力进行突触可塑性等可以观察到在seizure-induced synaptopathies;m .楞兹等人提供进一步支持的角色的能力synaptopodin海马神经元突触可塑性,证明腹腔内注射毛果芸香碱降低synaptopodin水平和影响长期势差的感应(LTP)。麻省理工学院Herrera等人在文献回顾与围产期窒息和突触功能障碍得到围产期窒息的实验模型。围产期窒息是一个产科并发症产生的术语和早产新生儿大脑发育异常;如果婴儿生存的影响,他们发展神经系统疾病如癫痫、脑瘫、智力迟钝、注意力障碍和精神分裂症。麻省理工学院Herrera等人提出证据,围产期窒息引发的一系列修改突触组成、结构和功能导致突触的改变及其功能。
最后,关注精神疾病基因-环境相互作用的角色,美国费恩德尔等人提供的证据表明,锌信号在扩散过程中发挥作用和神经干细胞的分化。他们表明,在大脑发育损害神经发生缺锌,调节突触蛋白的表达,影响脑功能的主要机制。
总之,文章发表在这个特殊问题突出synaptopathies的非常复杂的性质,一个非常多样化的参与投资组合相关的突触蛋白synaptopathies,和强调的重要性,理解这些蛋白质识别潜在的新靶点可能受益治疗神经精神的发展,神经发育和神经退行性疾病。
确认
我们要感谢所有作者和评论家的重要贡献这个特殊的问题。
阿尔瓦罗·o .•阿迪莱斯
安德烈亚斯·m·Grabrucker
弗朗西斯科·g·肖勒
加贝Rudenko
iziana Borsello