腦細胞移行（cell migration）速度與微管調節蛋白的磷酸化有關

腦細胞移行（cell migration）速度與微管調節蛋白的磷酸化有關
台北市立成功高級中學生物科張春梅老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

大腦在產生神經元時，神經元並非一直待在相同地點，而是逐漸移行至大腦皮質。細胞移行（cell migration）是各種正、負調節機制的總合結果，雖然正確的神經元移行是腦發育的主要特徵，但調控神經元移動的時期與速率之機制仍然隱晦不明。芬蘭圖爾庫生物科技中心（Turku Centre for Biotechnology, Åbo Akademi University and University of Turku）的研究團隊發現，若老鼠體內缺乏一種稱為JNK1（c-Jun N-terminal kinase 1）的酵素，則新生神經元處在多極階段（multipolar stage）的時間會相對較短，且會以較快的速度移行至目的地，然而新生神經元到達錯誤目的地的機率也因此較正常老鼠高。大腦發育期間發生神經元錯置，會提高某些腦疾病的風險，例如癲癇、智力低下、思覺失調症和誦讀困難等，因此深入了解新生神經元移行的機制，有助於未來對於相關疾病的預防與治療。這項研究成果已刊登在2011年2月的《自然神經科學雜誌（Nature Neuroscience）》。

研究團隊發現JNK1在發育中的大腦皮質呈現高度活躍的狀態；而且當細胞質中JNK被選擇性抑制，顯然會增加多極階段移出和輻射移動兩者的頻率，最後導致病態的細胞組織。研究團隊更進一步發現，多極階段移出和輻射移動的調節，是由微管調節蛋白SCG10（Superior cervical ganglion-10，也稱為stathmin-2）磷酸化的一系列改變所產生。在Jnk1−/−小鼠 (也稱為 Mapk8小鼠) 身上，表現模擬JNK1-磷酸化形式的突變SCG10，恢復了腦部新生神經元的正常移行。這些發現指出，大腦皮質發育時，新生神經元在多極階段的過渡，以及神經元移行速率的管控，其基本機制均與JNK1催化的SCG10 磷酸化有關。

JNKs屬於蛋白激酶家族（the mitogen-activated protein kinase family），可藉磷酸化而改變細胞中許多蛋白質的活性。其功能很多，包括：可對壓力刺激（stress stimuli）產生反應，如細胞激素（cytokines）、紫外線輻射（ultraviolet irradiation）、熱休克（heat shock）和滲透壓休克（osmotic shock）；在發炎反應、T 細胞分化和細胞凋亡（cellular apoptosis）的過程中扮演重要角色；以及調節Jun protein 的周轉率等。

人類的SCG10是一種與神經元生長有關的蛋白質，由STMN2基因所表現，因此又稱為 Stathmin-2。過去科學家早已在發育中的大腦皮質中發現大量的SCG10，也知道SCG10可以控制腦細胞骨架，是一種微管調節蛋白，但並不知它具有調節神經元移動速度的功能。芬蘭研究團隊指出，若JNK1與SCG10結合，則腦細胞骨架會變得更加結實而缺乏彈性，神經元便不能輕易移動，因此增加了處於多極階段的時間，不會提早移動或移動過快而增加出錯的機會。

資料來源：
1. Wikipedia, the free encyclopedia：c-Jun N-terminal kinases (http://en.wikipedia.org/wiki/C-Jun_N-terminal_kinases)。
2. Wikipedia, the free encyclopedia：STMN2 (http://en.wikipedia.org/wiki/STMN2)。
3. Nina Westerlund, et al., 2011, Phosphorylation of SCG10/stathmin-2 determines multipolar stage exit and neuronal migration rate, Nature Neuroscience , vol.14: 305-313。