复旦大学脑科学研究院马兰教授研究团队经3年多研究，最近发现一种在体内广泛存在的蛋白激酶GRK5在神经系统中的功能，以及调节神经元形态和可塑性的新机制，这将给神经元发育异常引起的孤独症和唐氏综合症等疾病的治疗和药物研发提供新的思路。该发现新近刊登在国际著名学术刊物《细胞生物学杂志》上。
复旦大学脑科学研究院马兰教授
神经元又称神经细胞，是构成神经系统结构和功能的基本单位。脑内千千万万个神经元是形成情感、记忆以及意识等脑功能的基础和基本单元。脑神经网络的形成和重塑依赖于神经元的形态生成和动态变化。神经元细胞骨架重构和细胞质膜的变形两者均在神经元形态生成和动态变化中发挥重要作用，但是神经元是如何协调细胞质膜的变形和细胞骨架的重构，从而促进神经突起的生长和神经元之间的联系，一直是难解之谜。
马兰研究组青年研究人员陈跃军、王菲菲、龙慧等通过生物化学、细胞和动物实验得到了一个出人意料的答案：GRK5可以通过另外的方式在神经系统发挥着桥梁的作用，即GRK5的一端可与脑内细胞骨架结合，引起细胞骨架重构，它的另一端可通过结合脑内神经元细胞膜上特异的磷脂“PIP2”，把重构的细胞骨架引导到PIP2富集的细胞质膜区域，从而协调细胞骨架重构和细胞膜的变形，促进神经元的形态变化和神经元之间连接的形成。
陈跃军告诉记者，很多影响认知的疾病，比如孤独症，精神发育迟缓，脆性综合征，唐氏综合征等都伴有神经元形态发育的异常。他们的这一研究发现GRK5具有促进神经元形态发育的新功能，证明GRK5是一个促进神经网络形成、调节脑学习记忆等功能的重要蛋白质，为神经元发育异常引起的精神障碍的治疗和药物研发提供了新靶点。
附：马兰教授简介
马兰，1958年生于辽宁省沈阳市。1982年毕业于沈阳药学院药学系，84年获中国医科大学免疫学硕士学位后在沈阳药学院制药系任教。1986年赴美进修，同年入美国North Carolina大学研究生院学习，1990年获生物化学博士学位。1991－1995年先后在美国North Carolina大学和Bayer公司美国制药研究中心从事科学研究工作。1995年回国到上海医科大学（现复旦大学医学院）任教、被聘为教授，1996年批准为博士生导师，1999年起任医学神经生物学国家重点实验室副主任。目前主持国家和部委多项科研项目，主要从事阿片受体介导的神经信号转导的调控机制和阿片类药物耐受成瘾的分子神经生物学机制的研究。一九九七年以来在国外重要学术刊物上发表研究论文28篇，并有1条新基因序列被国际基因数据库收录。论文已被引用一百余次。所主持的“ORL1受体及阿片受体的信号转导研究”项目一九九八年获国家教委“科学技术进步一等奖”,同年获“国家杰出青年科学基金”并入选教育部“跨世纪优秀人才培养计划”，一九九九年获得香港求是科技基金会“杰出青年学者奖”，二OOO年获“宝钢优秀教师奖”、上海市“巾帼创新奖”和国务院颁发的政府特殊津贴。（生物探索）
相关英文论文摘要：
GRK5 promotes F-actin bundling and targets bundles to membrane structures to control neuronal morphogenesis
Neuronal morphogenesis requires extensive membrane remodeling and cytoskeleton dynamics. In this paper, we show that GRK5, a G protein–coupled receptor kinase, is critically involved in neurite outgrowth, dendrite branching, and spine morphogenesis through promotion of filopodial protrusion. Interestingly, GRK5 is not acting as a kinase but rather provides a key link between the plasma membrane and the actin cytoskeleton. GRK5 promoted filamentous actin (F-actin) bundling at the membranes of dynamic neuronal structures by interacting with both F-actin and phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate. Moreover, separate domains of GRK5 mediated the coupling of actin cytoskeleton dynamics and membrane remodeling and were required for its effects on neuronal morphogenesis. Accordingly, GRK5 knockout mice exhibited immature spine morphology and deficient learning and memory. Our findings identify GRK5 as a critical mediator of dendritic development and suggest that coordinated actin cytoskeleton and membrane remodeling mediated by bifunctional actin-bundling and membrane-targeting molecules, such as GRK5, is crucial for proper neuronal morphogenesis and the establishment of functional neuronal circuitry.
英文论文链接：https://jcb.rupress.org/content/194/6/905.full.pdf+html?sid=69f2c710-9bd1-4a03-afbf-c937d22393d4
