神经元重塑过程中通过Imp依赖的RNA调控解耦轴突再生长与分支形成

神经元投射对发育信号、损伤或疾病作出响应而发生的结构重塑，对于适应性神经环路重塑至关重要。这一动态过程具有修剪和再生两个阶段，需要神经突再生与分支形成协同进行，以建立功能性神经元环路。然而，这些过程如何在转录后水平受到时空调控，目前仍知之甚少。在此，我们鉴定出保守的RNA结合蛋白Imp（IGF2BP），它是果蝇CCAP/Bursicon神经元发育性轴突重塑的核心调控因子。我们发现，在变态发育后期的一个有限时间窗口内，Imp调控成虫CCAP/Bursicon轴突的晚期再生和分支形成。结合功能学方法、高分辨率成像和单分子mRNA检测，我们进一步发现，Imp通过遗传学上可分离的调控机制控制这两个时间上不同的过程。轴突延伸由Imp依赖的profilin mRNA稳定作用介导，而轴突分支形成则由一种独立机制介导，该机制可能涉及轴突内的局部调控。综上，我们的研究结果表明，轴突再生和分支形成这两种对体内神经元环路成熟至关重要的形态发生事件，虽受独立调控，却通过共同且保守的转录后调控框架实现协调。

神经元投射在响应发育信号、损伤或疾病时发生的结构重塑，对于适应性回路重连至关重要。这一动态过程以修剪和再生阶段为特征，需要神经突再生与分支形成协同进行，从而建立功能性神经回路。然而，在转录后水平上，这些过程如何受到时空调控，仍知之甚少。在此，我们鉴定出保守的RNA结合蛋白Imp（IGF2BP），它是果蝇CCAP/Bursicon神经元发育性轴突重塑的核心调节因子。我们发现，Imp在变态后期一个受限的时间窗口内发挥作用，调控成虫CCAP/Bursicon轴突的晚期再生和分支形成。结合功能研究、高分辨率成像和单分子mRNA检测，我们进一步发现，Imp通过遗传上可分离的调控机制控制这两个时间上不同的程序。轴突延伸由Imp依赖的profilin mRNA稳定化介导，而轴突分支形成则通过一种独立机制介导，该机制可能涉及轴突内的局部调控。总之，我们的研究结果表明，轴突再生和分支形成这两种对体内神经元回路成熟至关重要的形态发生事件，受到独立调控，却通过共同且保守的转录后调控框架实现协调。

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关键词：轴突再生 · 轴突分支形成 · RNA结合蛋白Imp · 转录后调控 · 神经元重塑

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.27.740905v1?rss=1