神经元是神经系统中负责处理和传递信息的可兴奋细胞。一个神经元通常会延伸一条细长的轴突，将信息传递给目标细胞和几个较短的树突，这些树突通过称为突触的特殊连接接收来自其他细胞的输入。中枢神经系统中的大多数兴奋性突触存在于被称为树突棘的树突上的小球茎结构上。单个神经元的树突可以包含数百到数千个棘。在学习过程中，会出现新的脊椎。同时，一些其他的脊椎和突触将被移除。因此，树突棘可以被称为“记忆单元”或“构成记忆的物质”。通过增加或减少，加强或削弱这些单位，大脑调节其功能。通过重新组织突触通路，新的技能被储存到大脑中。

图1所示。在53号氨基酸酪氨酸(Tyr)上加上磷酸化基团。当神经元突触被激活时，肌动蛋白被磷酸化，促进了树突棘肌动蛋白细胞骨架的重组。当变化稳定时，例如在学习过程中，肌动蛋白上的磷酸化基团被移除。

肌动蛋白细胞骨架是树突棘正常形态的基础结构要素。树突棘的细胞骨架在学习的细胞过程中尤为重要。在学习过程中，单个树突棘的肌动蛋白细胞骨架需要完全重建以存储刺激引起的结构变化。这种重建将在几分钟内发生，因此需要极其快速的监管机制。

直到最近几年，人们一直认为肌动蛋白结构的调控主要是非共价的，由肌动蛋白结合蛋白驱动。但事实证明，肌动蛋白调控比想象的要复杂得多。近年来已经发现了肌动蛋白翻译后共价调控的例子。这意味着化学基团被共价地添加到肌动蛋白的氨基酸残基上。然后这些化学基团改变肌动蛋白丝的性质。细胞信号传导中最常用的化学基团之一是磷酸化基团(蛋白质被磷酸化)。肌动蛋白磷酸化是一种非常快速的分解肌动蛋白细丝的方法，但直到2016年春天，肌动蛋白磷酸化被认为是在黏菌中发现的一种特殊调节机制。

然而，到2016年春季，研究表明肌动蛋白磷酸化不仅是在黏菌中发现的一种特殊调节机制，而且对哺乳动物神经元中的肌动蛋白调节也很重要。此外，肌动蛋白磷酸化在刺激诱导的树突棘肌动蛋白细胞骨架重建中起重要作用。哺乳动物肌动蛋白磷酸化的发现很重要，因为这将帮助我们了解学习的分子基础，细胞如何在几分钟内迅速改变和储存结构变化。肌动蛋白在黏菌和大鼠中的相似调控并不令人惊讶，因为肌动蛋白是进化过程中最保守的蛋白质之一，而肌动蛋白细胞骨架的调控机制在黏菌和人类中通常非常相似。在未来，测试肌动蛋白是否仅在神经元细胞中磷酸化，或者肌动蛋白磷酸化是否在哺乳动物细胞中更普遍采用的调节机制将是重要的。如果肌动蛋白仅在神经元中特异性磷酸化，这一过程可能为神经系统疾病提供新的治疗靶点，因为只有神经元会受到影响。

Pirta Hotulainen
Minerva医学研究所，赫尔辛基生物医学中心2U，官方manbetx手机版
芬兰赫尔辛基，Tukholmankatu, 8,00290

出版

肌动蛋白酪氨酸-53磷酸化在神经元成熟和突触可塑性中的作用。
Bertling E, engund J, Minkeviciene R, Koskinen M, segerstratlale M, castrachan E, Taira T, Hotulainen P
神经科学杂志。2016年5月11日

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