A.GFP標記的CDKL5蛋白在培養的海馬神經元上富集于樹突棘; B.模式圖顯示棕櫚酰化的PSD-95招募CDKL5進入樹突棘，從而促進突觸的生長和成熟。
近日，《美國科學院院報》(PNAS)在線發表了中國科學院上海生命科學研究院神經科學研究所熊志奇組的最新研究論文：“棕櫚酰化依賴的CDKL5- PSD95相互作用調控CDKL5的突觸定位和樹突棘的發育”。這項工作揭示了智障相關蛋白CDKL5在興奮性突觸發育中的重要作用，增進了對CDKL5 相關疾病的機理的理解。
智障是一類嚴重危害兒童身心健康的疾患，其不僅給患兒帶來痛苦，也給家庭和社會帶來沉重的負擔。因此對這類疾病的發病機理進行研究能為日后尋找有效的防治辦法提供關鍵信息。位于X-染色體上CDKL5基因編碼一種蛋白激酶，患有嚴重智力障礙并伴隨幼兒痙攣癥的一類患兒中發現這個基因的突變。目前，人們對于CDKL5在神經系統發育中的功能知之甚少。
該研究組的前期工作發現CDKL5是一種在大腦中高表達的蛋白，并在神經元樹突及軸突的形成過程中發揮關鍵的作用。在這項最新的工作中，發現CDKL5在發育晚期的神經元中特異的定位于興奮性突觸，并且控制突觸的數量和樹突棘的大小。通過尋找CDKL5在突觸中的相互作用蛋白，發現PSD-95 (一個調控興奮性突觸結構和功能的關鍵蛋白)與CDKL5存在相互作用。進一步的實驗發現，PSD-95通過其自身的棕櫚酰化修飾來招募CDKL5分子進入突觸，從而參與突觸的發育。有意思的是，病人中鑒定出的一些突變影響CDKL5與PSD-95的相互作用，使得CDKL5失去了正常的突觸定位，從而抑制了突觸的形成和成熟。
這項工作揭示了CDKL5在興奮性突觸發育中的重要作用，找到了CDKL5定位于突觸的分子機制，并且提出 CDKL5的特定突變可能的致病原因，即這些突變影響了CDKL5與PSD-95相互作用，導致其不能正確進入突觸參與突觸的發育，從而引起神經環路發育異常和功能障礙。
該工作由研究生朱永川，李丹以及合作者在導師熊志奇的指導下完成。該課題得到了科技部“973項目”、國家自然科學基金、及上海市優秀學科帶頭人計劃的資助。
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