c-Abl 激酶处于神经退行性疾病中健康突触重塑和突触功能障碍的十字路口

doi:10.4103/1673-5374.346540

摘要/Abstract

摘要： https://orcid.org/0000-0002-8129-9280 (Alejandra R. Alvarez)

Abstract: Our ability to learn and remember depends on the active formation, remodeling, and elimination of synapses. Thus, the development and growth of synapses as well as their weakening and elimination are essential for neuronal rewiring. The structural reorganization of synaptic complexes, changes in actin cytoskeleton and organelle dynamics, as well as modulation of gene expression, determine synaptic plasticity. It has been proposed that dysregulation of these key synaptic homeostatic processes underlies the synaptic dysfunction observed in many neurodegenerative diseases. Much is known about downstream signaling of activated N-methyl-D-aspartate and α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoazolepropionate receptors; however, other signaling pathways can also contribute to synaptic plasticity and long-lasting changes in learning and memory. The non-receptor tyrosine kinase c-Abl (ABL1) is a key signal transducer of intra and extracellular signals, and it shuttles between the cytoplasm and the nucleus. This review focuses on c-Abl and its synaptic and neuronal functions. Here, we discuss the evidence showing that the activation of c-Abl can be detrimental to neurons, promoting the development of neurodegenerative diseases. Nevertheless, c-Abl activity seems to be in a pivotal balance between healthy synaptic plasticity, regulating dendritic spines remodeling and gene expression after cognitive training, and synaptic dysfunction and loss in neurodegenerative diseases. Thus, c-Abl genetic ablation not only improves learning and memory and modulates the brain genetic program of trained mice, but its absence provides dendritic spines resiliency against damage. Therefore, the present review has been designed to elucidate the common links between c-Abl regulation of structural changes that involve the actin cytoskeleton and organelles dynamics, and the transcriptional program activated during synaptic plasticity. By summarizing the recent discoveries on c-Abl functions, we aim to provide an overview of how its inhibition could be a potentially fruitful treatment to improve degenerative outcomes and delay memory loss.

Key words: actin cytoskeleton, activity-dependent plasticity, Alzheimer’s disease, c-Abl, dendritic spines, learning, synapse, synaptic plasticity, transcription, tyrosine kinase

. c-Abl 激酶处于神经退行性疾病中健康突触重塑和突触功能障碍的十字路口[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2023, 18(2): 237-243.

Daniela A. Gutiérrez, América Chandía-Cristi, María José Yáñez, Silvana Zanlungo, Alejandra R. Álvarez. c-Abl kinase at the crossroads of healthy synaptic remodeling and synaptic dysfunction in neurodegenerative diseases[J]. Neural Regeneration Research, 2023, 18(2): 237-243.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

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延伸阅读

NRR：智利天主教大学Alejandra R. Alvarez团队报告c-Abl 激酶在突触可塑性调节中的作用

学习和记忆能力取决于突触的活跃形成、重塑和消除。突触的发育和生长以及它们的弱化和消除对于神经元重新布线至关重要。突触复合物的结构重组、肌动蛋白细胞骨架和细胞器动力学的变化，以及基因表达的调节，决定了突触的可塑性。这些关键突触稳态过程的失调是在许多神经退行性疾病中观察到的突触功能障碍的基础。关于活化的 N-甲基-D-天冬氨酸和 α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异唑丙酸受体的下游信号传导已知很多。其他信号通路也有助于突触可塑性与学习和记忆的持久变化。非受体酪氨酸激酶 c-Abl (ABL1) 是细胞内和细胞外信号的关键信号转导器，它在细胞质和细胞核之间穿梭。前期研究表明c-Abl 活性似乎在健康突触可塑性、调节认知训练后的树突棘重塑和基因表达以及神经退行性疾病的突触功能障碍和丧失之间处于关键平衡。因此，c-Abl 基因消融不仅改善了受训小鼠的学习和记忆力并调节了大脑遗传程序，而且它的缺失提供了树突棘对损伤的弹性。

来自智利天主教大学Alejandra R. Alvarez团队分析了 ABL 激酶结构以突出 Arg 和 c-Abl 在其肌动蛋白和 DNA 结合域上的差异，以及允许 c-Abl 对各种刺激作出反应的核定位信号。通过回顾参与改变树突棘形态的不同分子途径，着手研究稳态突触可塑性。树突棘的形状、大小和密度的改变通常见于神经退行性疾病。并非树突棘的形状和数量的每一次变化都是有害的，因为它们也发生在突触可塑性期间。c-Abl 过度激活会导致神经退行性疾病的结果恶化，充当突触可塑性的稳态机制。

文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2023年2 月 2 期发表。