研究員 : 鄭珮琳 Cheng, Pei-Lin

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鄭珮琳 Cheng, Pei-Lin

中央研究院分子生物研究所 副研究員
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Development and maintenance of Axon/Dendrite identity

在分化成熟過程中，神經元突起 （neurite） 極化成為軸突（ axon） 或樹突（ dendrite），兩個在分子組成、形態、增長速度與突觸極性上截然不同的胞室。形成與維持此極性不僅是構成神經基本功能的重要條件，極性化過程的缺失也與數種神經性病變的發生具有關聯性。但神經元極性化的產生機制仍待研究。我們的研究興趣在於探索形成神經軸突與樹突的作用機制。使用初代海馬迴神經細胞作為研究神經極性化的活體外模式，結合基因調控，生化，影像與細胞生物等方法，我們已證實神經滋養素BDNF 俱有autocrine 特性，可藉由兩條嵌套正向回饋路徑自行放大訊息來促進軸突形成。另外，我們還發現了一個經由轉變泛素連接酶 Smurf1（ubiquitin ligase Smurf1） 的受質偏好來促進軸突形成的新機制。

神經極性化除了受化學性因子 （如滋養因子梯度） 的影響，神經生長環境中的物理性因子也扮演著重要角色。我們已建立一個可調控軟硬度的軟介質平台， 將藉此探討神經元如何為了適應極端軟介質來協調粘著動力學和膜力學，使神經和神經突生長。

我們亦研究軸突內蛋白酶運輸的功能與機制。藉由剖析骨架動力蛋白和不同的蛋白酶體複合物之間的交互作用，以了解通過哪種形式的蛋白酶來進行軸突內運輸。我們期望藉由對神經元早期發育的認識，來開拓對腦組織發育與感知能力形成的基礎。

Selected Recent Publications:

  1. Lee M, Liu YC, Chen C, Lu CH, Lu ST, Huang TN, Hsu MT, Hsueh YP, and Cheng PL. Ecm29-mediated proteasomal distribution modulates excitatory GABA responses in the developing brain. Journal of Cell Biology 219 (2), e201903033. 2020.
  2. Chang TY, Chen C, Lee M, Chang YC, Lu CH, Lu ST, Wang DY, Wang AJ, Guo CL, and Cheng PL. Paxillin facilitates timely neurite initiation on soft-substrate environments by interacting with the endocytic machinery. eLife 2017;6:e3110.
  3. Hsu MT, Guo CL, Liou AY, Chang TY, Ng MC, Florea BI, Overkleeft HS, Wu YL, Liao JC, and Cheng PL. Stage-dependent axon transport of proteasomes contributes to axon development. Dev.Cell 35 (4), 418-431. 2015.
  4. Li Y, Lu H, Cheng PL, Ge S, Xu H, Shi SH, and Dan Y. Clonally related visual cortical neurons show similar stimulus feature selectivity. Nature. 486 (7401), 118-121, 2012.
  5. Cheng PL and Poo MM. Early events in axon/dendrite polarization. Annual review of neuroscience. 35, 181-201, 2012.
  6. Cheng PL, Lu H, Shelly M, Gao H, and Poo MM. Phosphorylation of E3 ligase Smurf1 switches its substrate preference in support of axon development. Neuron. 69(2), 231-243, 2011.
  7. Cheng PL, Song AH, Wong YH, Wang S, Zhang X, and Poo MM. Self-amplifying autocrine actions of BDNF in axon development. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108(45), 18430-18435, 2011.
  8. Shelly M, Cancedda L, Lim BK, Popescu AT, Cheng PL, Gao H, and Poo MM. Semaphorin3A regulates neuronal polarization by suppressing axon formation and promoting dendrite growth. Neuron. 71(3), 433-446, 2011.