2017年11月3日，國際知名生物化學(xué)雜志Journal of Biological Chemistry (JBC)正式發(fā)表了“發(fā)育與疾病相關(guān)基因”教育部重點實驗室謝維課題組博士研究生張新旺等的研究工作 (Neuroligin 4 regulates synaptic growth via the bone morphogenetic protein (BMP) signaling pathway at the Drosophila neuromuscular junction. Zhang X, Rui M, Gan G, Huang C, Yi J, Lv H, Xie W. JBiolChem. 2017, 292(44):17991- 18005. doi: 10.1074/jbc.M117.810242.)

Neuroligin（Nlg）家族蛋白是一類在神經(jīng)突觸的形成、發(fā)育以及功能行使中具有重要作用的細(xì)胞粘附分子，其基因突變與自閉癥、精神分裂癥等精神類疾病發(fā)病相關(guān)。果蠅DNlg1-3缺失會導(dǎo)致神經(jīng)肌肉突觸發(fā)育異常，但DNlg4在突觸形成和發(fā)育中的作用尚不清楚。該研究工作發(fā)現(xiàn)dnlg4基因缺失突變會導(dǎo)致顯著的神經(jīng)肌肉突觸發(fā)育缺陷和突觸結(jié)構(gòu)異常。這些形態(tài)和發(fā)育缺陷會造成突觸傳遞效率下降，并最終導(dǎo)致果蠅幼蟲運動活性降低。研究顯示，不同于DNlg1-3的突觸后作用，DNlg4對突觸發(fā)育和功能的影響是一種突觸前作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，DNlg4對突觸發(fā)育的影響是通過骨成型素（Bone Morphogenetic Protein，BMP）信號通路實現(xiàn)的。DNlg4可通過其胞外端的乙酰膽堿脂酶樣結(jié)構(gòu)域與BMP 的一個I型受體分子Thickvein（Tkv）相互作用，從而特異性地維持Tkv在運動神經(jīng)元突觸前的穩(wěn)定。通過對突觸前Tkv的影響，DNlg4正向調(diào)控運動神經(jīng)元的BMP信號水平，并最終調(diào)控神經(jīng)肌肉突觸的發(fā)育。該工作不僅揭示了DNlg4調(diào)控突觸發(fā)育的分子機制，同時也首次證明了這種Nlg家族蛋白對BMP——這種在個體發(fā)育中具有廣泛而重要調(diào)控作用的發(fā)育信號具有直接的調(diào)節(jié)作用。 

該研究工作得到國家自然科學(xué)基金、973等項目的支持。