GluN1

*仅供医学专业人士阅读参考相比淀粉样蛋白斑块形成和神经元丢失，突触丢失是早期阿尔茨海默病（AD）相关认知功能障碍最显著的风险因素。近年来的研究显示，转录调节会影响突触可塑性[1]，AD患者大脑的转录组学分析也发现，有多个转录调节因子发生了变化[2,3]。 在最近的BRAIN杂志上，上海市东方医院神经内科李刚教授领导的研究团队发表了最新研究结果，他们发现，AD患者大脑中转录因子Maf1的表达增加，破坏了钙稳态和突触重塑，还确定了其中的关键信号通路Maf1-NMDAR1，这一发现为AD相关突触丢失提供了新的机制见解和潜在治疗靶点[4]。 Maf1是一种RNA聚合酶III转录调节因子，可以通过激活PTEN通路在肿瘤、糖代谢和脂代谢等方面发挥重要作用。Maf1在中枢神经系统中也高表达，尤其是海马和皮质。Maf1负调节海马神经元的树突和树突棘生长，在小鼠中，对学习和记忆能力产生影响[5]。 基于以往的研究，研究人员认为Maf1可能在AD的发病机制中同样发挥调节作用。 带着这样的猜测，他们对人脑GEO数据库GSE5281的样本进行基因组分析。AD患者和健康人的海马组织中，差异化表达的基因就包括Maf1，AD患者的Maf1表达显著增加。在6个月大的APP/PS1小鼠海马中，也发现了同样的现象。AD患者的Maf1表达增加 单纯的表达水平升高或许不足以说明问题。因此，研究人员敲除了AD小鼠海马中的Maf1，敲除后，它们在莫里斯水迷宫等认知测试中的表现明显更好，学习和记忆能力得到增强。这说明，Maf1表达增加并不是偶然。 敲除了Maf1的小鼠的树突棘的密度增加18%，蘑菇样树突棘（成熟状态）密度增加约10%，丝状伪足样树突棘（不成熟状态）减少约17%，这表明Maf1的减少恢复了AD相关海马神经元的树突棘损伤，可能是通过促进树突棘的发育达成的。小鼠树突棘密度的变化 树突棘中的钙信号通路在调控突触可塑性中起着重要作用，钙稳态失衡也是AD发生的重要原因之一，在Maf1敲除小鼠中，钙离子内流减少，钙离子过多会阻断长时程增强（LTP，突触可塑性的重要形式），导致突触丢失和退行性病变，因此，钙离子内流减少后，小鼠的LTP得到恢复，同时恢复的还有mEPSC，这是一种自发的突触活动，指每个突触囊泡作用于突触后膜引起的突触后膜电流变化，反映了突触的发育和成熟。 Maf1敲除后，AD小鼠的基因表达和信号通路再次发生了变化，有564个基因表达下降，320个表达增加。下降的基因主要与突触功能、钙离子信号通路和神经相关配体-受体反应有关，增加的基因则主要与免疫系统疾病、补体和凝血级联反应有关。 在发生变化的与突出功能和钙离子信号通路有关的基因中，Grin1引起了研究人员的注意，它编码的蛋白NMDAR1在神经元的钙稳态和突触重构中是必不可少的。差异化表达基因 研究人员发现，Maf1能够与Grin1启动子区域结合，调控NMDAR1的转录，进而调控神经元钙稳态和突触重构。Maf1- NMDAR1通路的任意一环被干扰，都可以挽救AD相关钙稳态失衡和突触丢失。 综合来看，这项研究揭示了一个AD的新分子机制，提示我们，Maf1可能是早期AD的潜在治疗靶点，研究人员指出，对突触功能障碍的进一步研究可能会为AD早期干预和治疗开辟新的思路和方向。 参考文献：[1] Michels A A, Robitaille A M, Buczynski-Ruchonnet D, et al. mTORC1 directly phosphorylates and regulates human MAF1[J]. Molecular and cellular biology, 2010, 30(15): 3749-3757.[2] Williams J B, Cao Q, Yan Z. Transcriptomic analysis of human brains with Alzheimer’s disease reveals the altered expression of synaptic genes linked to cognitive deficits[J]. Brain Communications, 2021, 3(3): fcab123.[3] Mathys H, Davila-Velderrain J, Peng Z, et al. Single-cell transcriptomic analysis of Alzheimer’s disease[J]. Nature, 2019, 570(7761): 332-337.[4] https://academic.oup.com/brain/advance-article/doi/10.1093/brain/awae015/7558437[5] Chen K, Zhu L, Guo L, et al. Maf1 regulates dendritic morphogenesis and influences learning and memory[J]. Cell Death & Disease, 2020, 11(7): 606.本文作者丨应雨妍

在诞生了几十亿年的地球上，生命与生命之间，冥冥之中，发生着无独有偶的连接。冬日纷纷落叶上的脉络，竟与显微镜下荧光染色的大脑平面图发生了重叠。输送养分、支撑叶片，看似无序，实则内含玄机；而大脑远比叶脉更为复杂、更为精妙，神经元、血管、胶质细胞……这些千丝万缕的结构，在一呼一吸之间，发生着什么样的连接，传递着什么样的信号？图片来源：贾洁敏实验室助理研究员李金泽2024年元旦假期后的第一天，神经科学权威期刊Nature Neuroscience刊登了西湖大学生命科学学院贾洁敏团队的最新研究成果“Synaptic-like transmission between neural axons and arteriolar smooth muscle cells drives cerebral neurovascular coupling”，他们发现了一座横架在神经元与血管之间的“新桥梁”——“类突触连接（NsMJ）”——通过它，谷氨酸能神经元可以直接作用于动脉血管平滑肌细胞，导致动脉舒张，诱发大脑功能性充血。这一发现是对现有脑血流调控机制的进一步完善和补充，也是对实现脑血流快速和精准调控的一个全新认知，为临床上有效治疗缺血性低灌注损伤提供了潜在策略。论文截图发现连接神经元与血管的新桥梁大脑的复杂精密，导致了其研究进展势必是漫长的。神经元（Neuron）,这一名词诞生于100多年前，而直到七十年前，乔治·埃米尔·帕拉德和桑福德·路易斯·帕雷等科学家利用透射电子显微镜，拍摄到了神经元的电子图像，才真正看到了神经元之间进行信息传递的特殊“连接”结构。这样的连接意味着什么？如果把神经元比作大树，那么这颗大树上有两个最重要的分枝——树突和轴突，树突接收信号，轴突发出信号，不同神经元的轴突与树突的连接，组成了“突触”——神经元之间在功能上发生联系的部位，也是信息传递的关键部位。神经元传递信息，势必需要能量供给，能量从哪里来？答案藏在长达10万英里的血管中，血液可以为大脑提供葡萄糖和氧气，同时排出代谢废物和二氧化碳。那么，神经元与血管间该如何对话？换句话说，大脑如何快速和精准地告诉血管及时为其提供能量？当大脑血供出现异常时，我们又该如何调节脑血供，来治疗这些脑血管疾病？贾洁敏团队长期从事大脑中神经与血管之间相互作用的研究，他们对此展开了长达6年的深入探究。已有研究表明，神经元可以作用于神经胶质细胞继而调节血管血流，但是这种调节过于复杂，证据也不充分，于是，他们思考，或许除了这种间接的调控方式，会不会有一种直接的调控方式？结构决定功能，基于结构探索功能。想要了解一个事物的功能，第一步就是要先“看清”它的全貌。通过大体积三维扫描电镜和光电联合技术，贾洁敏团队全面地解析了小鼠躯体感觉皮层中约480 μm长的穿支动脉血管及血管周围脑组织细胞的超微结构。他们发现，星形胶质细胞终足对穿支动脉的包裹率并不是100%，反而存在“漏洞”。这些漏洞使得脑内其他细胞的亚细胞结构（如小胶质细胞突起、神经元胞体、树突和轴突），可能可以直接与血管进行信息交流。也就是说，血管并非被终足全部包裹，神经元很有可能穿过这些裸露的部分，与血管直接“对话”。对话不可能凭空产生，势必有一个中介，或者说，载体。从样本制备、采集数据到分析数据，贾洁敏团队花了近三年的时间终于看清，血管周围神经元的轴突含有子母突触前，母突触前与神经元的树突脊形成经典的突触，同时子突触前穿过星形胶质细胞终足的漏洞，插入血管平滑肌细胞外围的基底膜，与血管平滑肌细胞形成“类突触”，他们首次将这一结构定义为NsMJ，从而传递一个新认知：神经元除了和骨骼肌之间会形成经典NMJ（神经肌肉接头）外，也会与血管平滑肌形成类突触。第一次，贾洁敏团队看清了神经元与血管之间存在一座从来没有发现过的“新桥梁”。图1：神经元与动脉血管平滑肌细胞之间形成一种“类突触（NsMJ）”。然而，眼见不一定为实，这座连接神经元与血管平滑肌细胞的新桥梁，是否真正承担了信息传递功能？还是只是一个没有任何功能的“装饰品”？接下来的验证是个艰难的过程，贾洁敏团队整整耗时3年去设计和完成各项实验。验证类突触可调节大脑血管收缩舒张实验第一步，研究血管平滑肌细胞是否具有接收神经递质信号的信号接收器。结合细胞纯化和测序、免疫组化验证以及钙成像和电生理记录等多种技术，研究团队发现，脑内血管平滑肌细胞能表达多种神经递质受体，其中就包括通透钙离子的谷氨酸神经递质的受体NMDAR（图2）。图2：功能性GluN1富集在类突触后的血管平滑肌细胞上。一般神经递质的受体仅在神经元上出现，为什么会出现在一个非神经元的血管壁细胞上呢？这是否意味着神经元分泌的神经递质可以与血管壁细胞上的受体结合，继而调节血管？研究团队猜测，谷氨酸可能是通过类突触连接直接调节血管平滑肌细胞的状态，进而引发动脉的舒张或者收缩。实验第二步，整体水平精确瞄准激活谷氨酸能轴突，激活类突触的突触前膜，验证上述的猜测。目前，化学遗传学和常规光遗传学，都无法精准激活单个神经元胞体，更别提激活比其直径小几十倍之差的神经元局部的树突和轴突。贾洁敏团队创新双光子光遗传学，开创了颅内单根轴突和树突光遗传学激活，并且同时跟踪靶向动脉的直径变化，进而研究“新桥梁”在整体水平对脑血流的调控能力。这打破了绝大多数实验室依赖已丧失血流血压的“脑片”实验体系，首次将单根轴突激活和真实的血流相结合。研究团队发现，特异性激活类突触前的谷氨酸能神经元轴突，可以诱发动脉血管舒张，直径增大近15%。随后，在动脉血管平滑肌细胞中敲除谷氨酸神经递质受体，干预“新桥梁”连接功能，动脉的舒张被显著抑制。进一步，通过经典胡须刺激实验，结合多种转基因敲除工具鼠，再次干预类突触的信息传递，神经支配的功能性充血被大部分抑制。研究团队由此推断， 在整体水平，“新桥梁”类突触NsMJ，是大脑功能性充血的主要机制之一。此后，贾洁敏团队继续推进实验，完整揭示了“类突触NsMJ”影响动脉血管收缩舒张的分子机制：即突触前的谷氨酸神经元释放了谷氨酸神经递质，通过“类突触”，作用于动脉血管平滑肌细胞上它的受体，谷氨酸神经递质受体又与钾离子通道（BK）形成了复合物，又进一步诱发了钾离子通道的活化，导致了血管的舒张（图3）。图3：类突触是大脑功能性充血的重要贡献者至此，从现象、结构、功能、分子机制等多方面，贾洁敏团队证实了神经元与动脉血管平滑肌细胞之间的类突触可调节大脑血管收缩和舒张。为研究大脑缺血造成的损伤提供新的研究思路历时六年，贾洁敏团队发现了一条神经元调控大脑血流的新路径，那么，这条新路径对于脑血管性疾病，如脑卒中（一种血管源性障碍而引发脑血流异常的疾病），又有怎样的影响和调节作用呢？最后一步的实验，为这一项研究作了完美的收尾。研究团队验证：在高浓度谷氨酸灌注刺激下，血管平滑肌细胞会大量去极化，血管因此急性收缩，产生了动脉毒性，导致二次缺血；而通过特异性敲除动脉平滑肌细胞上受体NMDAR亚基GluN1，可以缓解动脉毒性和后续的脑萎缩程度，增强了小鼠的运动恢复，降低了死亡率（图4）。图4：动脉平滑肌细胞上表达的谷氨酸NMDA受体介导了兴奋性毒性对动脉的二次损伤及其神经损伤综上，通过严谨的实验和分析，贾洁敏团队揭示了大脑中神经元与动脉血管平滑肌细胞之间存在的“类突触（NsMJ）”。该研究从超微结构组成、分子富集特性、体外和体内的功能体现，以及疾病发生发展等方面，对这种类突触信息传递进行了深入探讨。这些发现为深入理解大脑的血供机制提供了新的视角，并为开发针对此类连接的脑卒中治疗策略提供了新的思路。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41593-023-01515-0本文仅用于学术分享，转载请注明出处。若有侵权，请联系微信：bioonSir 删除或修改！

Anderson succeeds Jerrold Dotson who is retiring after a distinguished decade-long career with Vistagen SOUTH SAN FRANCISCO, Calif.--(BUSINESS WIRE)--VistaGen Therapeutics, Inc. (NASDAQ: VTGN) a late clinical-stage biopharmaceutical company aiming to transform the treatment landscape for individuals living with anxiety, depression and other central nervous system (CNS) disorders, today announced the appointment of Cindy Anderson as Chief Financial Officer (CFO), effective August 21, 2023. Ms. Anderson will succeed Jerrold Dotson, whose planned retirement was announced in July of this year. “We are delighted to welcome Ms. Anderson, an experienced and highly accomplished finance professional, to our team,” said Shawn Singh, Chief Executive Officer of Vistagen. “As CFO, Ms. Anderson will leverage deep experience in corporate strategic and financial operations while managing finance and growth objectives as we work to bring novel CNS treatments to patients. On behalf of Vistagen, I’d like to express our sincere gratitude to Mr. Dotson for his dedicated service and invaluable contributions to the company during his remarkable tenure. As he embarks on his retirement, we extend our best wishes for success and fulfillment in the future. At the same time, we remain steadfast in our work to advance our mission and enthusiastically welcome Ms. Anderson to our accomplished team." Ms. Anderson brings almost two decades of financial and operating strength from her experiences in the biotechnology sector. She joins Vistagen from Alnylam Pharmaceuticals where she served as the Chief Accounting Officer, focused on strategic and financial operations. Prior to Alnylam, she served in various roles of increasing responsibility at Alexion Pharmaceuticals and at Ernst & Young. Ms. Anderson began her career at PricewaterhouseCoopers and is a certified public accountant. Ms. Anderson holds a B.S. in Business Administration from the University of Connecticut and a M.S. in Accounting from the University of Texas at Dallas. She earned her CPA in Texas. About Vistagen Vistagen (Nasdaq: VTGN) is a late clinical-stage biopharmaceutical company aiming to transform the treatment landscape for individuals living with anxiety, depression and other CNS disorders. Vistagen is advancing therapeutics with the potential to be faster-acting, and with fewer side effects and safety concerns, than those currently available for the treatment of anxiety, depression and multiple CNS disorders. Vistagen's pipeline includes six clinical-stage product candidates, including fasedienol (PH94B), itruvone (PH10), PH15, PH80, and PH284, each an investigational agent belonging to a new class of drugs known as pherines, as well as AV-101, which is an oral prodrug of an antagonist of the N-methyl-D-aspartate receptor (NMDAR). Pherines are neuroactive nasal sprays designed with an innovative proposed mechanism of action that activates chemosensory neurons in the nasal cavity and can beneficially impact key neural circuits in the brain without systemic absorption or direct activity on neurons in the brain. Vistagen is passionate about transforming mental health care and redefining what is possible in the treatment of anxiety, depression and several other CNS disorders. Connect at . Forward-Looking Statements This press release contains certain forward-looking statements within the meaning of the federal securities laws. These forward-looking statements involve known and unknown risks that are difficult to predict and include all matters that are not historical facts. In some cases, you can identify forward-looking statements by the use of words such as “may,” “could,” “expect,” “project,” “outlook,” “strategy,” “intend,” “plan,” “seek,” “anticipate,” “believe,” “estimate,” “predict,” “potential,” “strive,” “goal,” “continue,” “likely,” “will,” “would” and variations of these terms and similar expressions, or the negative of these terms or similar expressions. Such forward-looking statements are necessarily based upon estimates and assumptions that, while considered reasonable by Vistagen and its management, are inherently uncertain. These risks and uncertainties are fully discussed in the section entitled "Risk Factors" in our most recent Annual Report on Form 10-K for the year ended March 31, 2023, and in our most recent Quarterly Report on Form 10-Q for the quarter ended June 30, 2023, as well as discussions of potential risks, uncertainties, and other important factors in our other filings with the U.S. Securities and Exchange Commission (SEC). Our SEC filings are available on the SEC’s website at . In addition, any forward-looking statements represent our views only as of the issuance of this release and should not be relied upon as representing our views as of any subsequent date. We explicitly disclaim any obligation to update any forward-looking statements.