神經發育指神經元發展出最終形態和功能的過程。熱休克蛋白普遍被認為能在細胞遇到各種外界壓力刺激時起保護作用。(互聯網圖片)
蛋白質質量控制對人體細胞的正常發育至關重要，其失控會導致一系列的神經發育疾病。在細胞內，熱休克蛋白可促進蛋白質折疊和穩定性，而泛素化和蛋白酶體系統則能促進蛋白質降解，熱休克蛋白和蛋白降解系統常常合作清除無法修復的蛋白。然而，這兩個系統在神經發育中的相互作用卻一直鮮為人知。
香港大學生物科學學院鄭超固博士所領導的研究團隊，與美國哥倫比亞大學生物系Martin Chalfie教授合作，利用秀麗隱桿線蟲的神經元為模型，發現當蛋白降解系統的核心組分缺失時，作為細胞骨架重要成分的微管結構穩定性會大幅下降，導致軸突生長出現嚴重缺陷。然而將熱休克蛋白敲除可以全面拯救各項神經發育的缺陷，顯示熱休克蛋白和蛋白降解系統是起著相互抗衡的作用。
以往熱休克蛋白普遍被認為能在細胞遇到各種外界壓力刺激時起保護作用，但今次研究發現它也對神經發育起抑制作用。研究人員進一步發現，一種叫DLK-1的蛋白激酶，會被熱休克蛋白調控以增強穩定性，同時也被蛋白降解系統靶向降解。因此，通過調解同一個靶蛋白，熱休克蛋白和蛋白降解系統可以精準的調控關鍵信號分子的蛋白量，在蛋白穩定和降解之間形成一個被嚴格調控的平衡。這種調控機制的發現有助於理解神經發育疾病和神經退行性疾病，例如小腦症、智能障礙、腦皮質發育不全症、胼胝體發育不全症、阿茲海默症等的產生。是次研究成果已刊載於《發育》期刊。
香港大學生物科學學院鄭超固博士(中)的研究團隊。
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