前后轴神经导向的分子机制

神经系统是一个错综复杂的网络体系，它能否精确形成直接影响到它的正常生理功能。在神经生长过程中，神经感觉各种导向信号，选择神经延伸的路径，才能最终到达正确的靶位置。在神经系统发育早期，神经导向与动物胚胎体轴方向基本一致：主要有背腹轴(dorsal-ventral)导向与前后轴(anterior-posterior)导向。目前对神经背腹轴导向的机制研究得相对比较清楚，而对前后轴导向的机制研究则处于起步阶段。WNT信号是目前发现的影响神经前后轴导向的重要分子。但Wnt是如何参与了神经前后轴导向？Wnt参与神经前后轴导向的下游信号通路是什么？同时研究也表明还有其他的未知因子参与神经前后轴导向，那么这些因子以及它们介导的信号是什么呢？我们准备以线虫的RME神经元为模型，采用大规模的遗传筛选与RNAi筛选的方法并结合Wnt通路突变体来研究神经前后轴导向的分子机制以阐明上述前后轴导向研究领域的关键问题。

复杂神经回路的建立依赖于每个神经纤维沿着既定的路线生长到其正确的靶位置。沿背腹体轴(D/V axis)的神经生长机制被研究的相对清楚，但是沿前后体轴(A/P axis)的神经生长机制研究相对较少。.我们利用线虫头部的一组RME神经元为研究对象，通过大规模的遗传筛选发现Wnt通路影响RME神经沿A/P轴的生长：CWN-2是起吸引作用的Wnt配体，通过Frizzled受体CFZ-2和MIG-1将信号传递给DSH-1；酪氨酸孤独受体CAM-1/Ror2与CWN-2及其受体MIG-1和CFZ-2存在遗传学上互作，暗示其可能作为Wnt的共同受体；酵母双杂筛选发现CAM-1可以与Wnt下游效应分子DSH-1结合。.那么Wnt通路是怎样被调控的呢？在转录因子ahr-1的突变体中，RMEL/R采取RMED/V细胞命运，在Wnt信号作用下沿前后轴异位长出神经。而在RMED/V中过表达AHR-1会使RMED/V采取RMEL/R细胞命运表现为神经变短，这与Wnt信号下调的表型相似。这说明AHR-1可能间接的负向调控了Wnt通路的水平。通过后续的遗传和生化的研究手段，我们发现AHR-1和它的结合蛋白AHA-1可以直接调节cam-1的转录水平。另外，我们还发现潜在的RAB-5 GAP 蛋白TBC-17可能通过与DSH-1的相互作用参与Wnt信号小体的内吞，并且RAB-5及RAB-11参与的内吞作用在RME神经生长中起到重要的作用。.综上所述，我们发现Wnt蛋白作为吸引信号参与RME神经的前后轴生长，内吞通路可能参与调控RME神经元中Wnt水平的高低，并且调控RME神经元细胞命运转化的转录因子AHR-1可能间接的负向调控了RME神经元中的Wnt信号。