原鈣粘蛋白

原鈣粘蛋白（Protocadherin,Pcdh）是一種具有新特性的鈣粘蛋白，是鈣粘蛋白超家族中一個最大的亞家族，原鈣粘蛋白對神經元突觸的發育有直接的影響。2012年12月，上海交通大學生物醫學研究院吳強團隊闡明了原鈣粘蛋白家族啟動子選擇的分子機制。

簡介

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腦神經細胞也具有分子多樣性，它們之所以能夠識別和區分彼此，建立起正確聯繫，正是由於那串各不相同的身份密碼。而密碼編制者是一種名為“原鈣粘蛋白”的分子。之所以叫做“原鈣粘”，因為這些蛋白是依賴鈣離子的粘附分子，分布於神經細胞膜表面。

組成

原鈣粘蛋白與典型的鈣粘蛋白一樣也具有胞外結構域、質膜區、胞內結構域三部分。原鈣粘蛋白的亞家族中有Pcdhα、Pcdhβ、Pcdhγ三個基因簇。

生理作用

原鈣粘蛋白研究

原鈣粘蛋白分子不僅可以作為粘附分子加強神經突觸的連線，而且還可以作為受體在信號轉導過程中起到一定作用。

大腦內共有53個原鈣粘蛋白基因，通過基因表達和調控，產生原鈣粘蛋白。這好比是一副撲克牌，每張牌都有一個編碼。為神經細胞編制密碼時，並非每張牌都被打出，只是抽取其中十幾張牌。這批原鈣粘蛋白形成分子群，賦予各個神經細胞不同“身份”。而當神經細胞“接頭”時，“密碼”就好比“暗號”，只有暗號對得上時，相關神經細胞才會互相連結、行使功能，從而建立起複雜的神經網路。

原鈣粘蛋白群在大腦神經網路發育中起到重要作用，若通過基因敲除或下調原鈣粘蛋白，可導致神經細胞發育異常、彼此不分，並誘發凋亡。在原鈣粘蛋白家族中，原鈣粘蛋白α基因正是自閉症易感基因，這個基因缺陷容易導致原鈣粘蛋白α失調，易患自閉症。針對神經細胞身份密碼產生原因的研究，有利於揭示精神疾病發病的分子機制，將來則可能通過基因操作，控制神經細胞編碼，造福人類精神健康。

研究

吳強（中）在實驗室做相關實驗

上海交通大學在2012年12月5日宣布，上海交通大學系統生物醫學研究院吳強團隊發現了大腦發育中原鈣粘蛋白表達調控機制，並闡明了原鈣粘蛋白家族在大腦中細胞特異性表達的分子機制。吳強團隊找到了兩把神奇的“鑰匙”——絕緣子結合蛋白CTCF和染色體粘連蛋白Cohesin。通過這兩把“鑰匙”，增強子把不同原鈣粘蛋白基因的啟動子吸引過來，形成了一個個環，環環相連，從而形成轉錄原鈣粘蛋白的轉錄中心。

在這一成果基礎上進行深入研究，將有助人們對複雜神經網路形成機理的理解，並促進腦腫瘤、精神分裂症、自閉症等大腦疾病發病機制的研究。相關成果在2012年11月30日登上了綜合類國際頂級學術期刊《美國科學院院刊》 。