近日来自山东大学医学院神经生物学研究所的研究人员在BDNF受体顺轴突转运机制研究中取得重要进展，相关研究成果发表在神经科学主流期刊《神经科学期刊》（The Journal of Neuroscience）上。

领导这一研究的山东大学医学院长江学者陈哲宇教授，长期致力于神经营养因子及其受体在精神疾病及神经损伤修复中作用的研究，并取得了突出的科研成果。近年来在Science等国际著名杂志上发表论文达30余篇，合计影响因子100多分，并被引用400余次。先后获得全国百篇优秀博士学位论文奖，军队科技进步二等奖，上海市青年科技启明星，NARSAD Young Investigator Award，教育部新世纪优秀人才，山东省十一届“青年五四奖章标兵”，第十届中国青年科技奖等奖励。论文的其他作者还包括山东大学黄淑红副教授以及研究生段珊、孙涛和王珏等。

脑源性神经营养因子（brain derived neurotrophic factor，BDNF）是1982年德国神经生物学家从猪脑中分离出来的小分子蛋白质，因猪、人、小鼠和人类的BDNF具有完全相同的氨基酸编码序列，且与神经生长因子（nerve growth factor，NGF）序列具有惊人的相似性,故被归属为神经生长因子家族成员。BNDF是由120个氨基酸组成的一种碱性蛋白，是神经营养因子家族成员之一，是由神经元的靶细胞分泌，逆向营养神经元，BNDF的生物学效应主要由二种类型的跨膜糖蛋白介导，一种是高亲和力受体TrKB，另一种是低亲和力神经营养素受体（LNGFR），其中TrKB是信号转导所必需的。当BDNF与位于轴突末梢的受体TrkB结合后可促进神经元的存活、分化和轴突形成。然而长期以来科学家们对于TrkB受体在神经元胞体合成后，如何经顺轴突转运被运输到轴突末梢发挥生物学作用的机制尚不完全清楚。

在这篇文章中，研究人员证实JNK相互作用蛋白3（JIP3）可通过与TrkB受体的近膜区直接结合，将TrkB受体连接到马达蛋白kinesin-1的轻链上，从而介导了TrkB的顺轴突转运，但不影响TrkB在树突中的转运。进一步的研究发现JIP3介导的TrkB顺轴突转运可以调节BDNF诱导的Erk激活以及轴突中丝状伪足的形成。这些发现有助于深入认识TrkB受体顺轴突转运的分子细胞学机制及其对BDNF生物学作用的调节。

该研究得到了国家973计划、国家杰出青年基金、国家自然科学基金等的资助。

英文论文摘要：

JIP3 Mediates TrkB Axonal Anterograde Transport and Enhances BDNF Signaling by Directly Bridging TrkB with Kinesin-1

Brain-derived neurotrophic factor (BDNF), secreted from target tissues, binds and activates TrkB receptors, located on axonal terminals of the innervating neurons, and thereby initiates retrograde signaling. Long-range anterograde transport of TrkB in axons and dendrites requires kinesin-mediated transport. However, it remains unknown whether anterograde TrkB transport mechanisms are the same in axons versus in dendrites. Here, we show that c-Jun NH2-terminal kinase-interacting protein 3 (JIP3) binds directly to TrkB, via a minimal 12 aa domain in the TrkB juxtamembrane region, and links TrkB to kinesin-1. The JIP3/TrkB interaction selectively drives TrkB anterograde transport in axons but not in dendrites of rat hippocampal neurons. Moreover, we find that TrkB axonal transport mediated by JIP3 could regulate BDNF-induced Erk activation and axonal filopodia formation. Our findings demonstrate a role for JIP3-mediated TrkB anterograde axonal transport in recruiting more TrkB into distal axons and facilitating BDNF-induced retrograde signaling and synapse modulation, which provides a novel mechanism of how the TrkB anterograde transport can be coupled to BDNF signaling in distal axons.