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The Roles of Par3, Par6, and aPKC Polarity Proteins in Normal Neurodevelopment and in Neurodegenerative and Neuropsychiatric Disorders
Journal of Neuroscience ( IF 5.3 ) Pub Date : 2022-06-15 , DOI: 10.1523/jneurosci.0059-22.2022
Lili Zhang 1 , Xiangyun Wei 2
Affiliation  

Normal neural circuits and functions depend on proper neuronal differentiation, migration, synaptic plasticity, and maintenance. Abnormalities in these processes underlie various neurodevelopmental, neuropsychiatric, and neurodegenerative disorders. Neural development and maintenance are regulated by many proteins. Among them are Par3, Par6 (partitioning defective 3 and 6), and aPKC (atypical protein kinase C) families of evolutionarily conserved polarity proteins. These proteins perform versatile functions by forming tripartite or other combinations of protein complexes, which hereafter are collectively referred to as "Par complexes." In this review, we summarize the major findings on their biophysical and biochemical properties in cell polarization and signaling pathways. We next summarize their expression and localization in the nervous system as well as their versatile functions in various aspects of neurodevelopment, including neuroepithelial polarity, neurogenesis, neuronal migration, neurite differentiation, synaptic plasticity, and memory. These versatile functions rely on the fundamental roles of Par complexes in cell polarity in distinct cellular contexts. We also discuss how cell polarization may correlate with subcellular polarization in neurons. Finally, we review the involvement of Par complexes in neuropsychiatric and neurodegenerative disorders, such as schizophrenia and Alzheimer's disease. While emerging evidence indicates that Par complexes are essential for proper neural development and maintenance, many questions on their in vivo functions have yet to be answered. Thus, Par3, Par6, and aPKC continue to be important research topics to advance neuroscience.



中文翻译:

Par3、Par6 和 aPKC 极性蛋白在正常神经发育以及神经退行性和神经精神疾病中的作用

正常的神经回路和功能取决于适当的神经元分化、迁移、突触可塑性和维持。这些过程中的异常是各种神经发育、神经精神和神经退行性疾病的基础。神经发育和维持受许多蛋白质调节。其中包括 Par3、Par6(分区缺陷 3 和 6)和进化保守极性蛋白的 aPKC(非典型蛋白激酶 C)家族。这些蛋白质通过形成蛋白质复合物的三联体或其他组合来发挥多种功能,这些蛋白质复合物在下文中统称为“Par 复合物”。在这篇综述中,我们总结了关于它们在细胞极化和信号通路中的生物物理和生化特性的主要发现。我们接下来总结了它们在神经系统中的表达和定位,以及它们在神经发育各个方面的多功能功能,包括神经上皮极性、神经发生、神经元迁移、神经突分化、突触可塑性和记忆。这些多功能功能依赖于 Par 复合物在不同细胞环境中的细胞极性中的基本作用。我们还讨论了细胞极化如何与神经元中的亚细胞极化相关联。最后,我们回顾了 Par 复合物在神经精神和神经退行性疾病(如精神分裂症和阿尔茨海默病)中的作用。虽然新出现的证据表明 Par 复合体对于正常的神经发育和维持至关重要,但关于它们的许多问题 突触可塑性和记忆。这些多功能功能依赖于 Par 复合物在不同细胞环境中的细胞极性中的基本作用。我们还讨论了细胞极化如何与神经元中的亚细胞极化相关联。最后,我们回顾了 Par 复合物在神经精神和神经退行性疾病(如精神分裂症和阿尔茨海默病)中的作用。虽然新出现的证据表明 Par 复合体对于正常的神经发育和维持至关重要,但关于它们的许多问题 突触可塑性和记忆。这些多功能功能依赖于 Par 复合物在不同细胞环境中的细胞极性中的基本作用。我们还讨论了细胞极化如何与神经元中的亚细胞极化相关联。最后,我们回顾了 Par 复合物在神经精神和神经退行性疾病(如精神分裂症和阿尔茨海默病)中的作用。虽然新出现的证据表明 Par 复合体对于正常的神经发育和维持至关重要,但关于它们的许多问题 我们回顾了 Par 复合物在神经精神和神经退行性疾病(如精神分裂症和阿尔茨海默病)中的作用。虽然新出现的证据表明 Par 复合体对于正常的神经发育和维持至关重要,但关于它们的许多问题 我们回顾了 Par 复合物在神经精神和神经退行性疾病(如精神分裂症和阿尔茨海默病)中的作用。虽然新出现的证据表明 Par 复合体对于正常的神经发育和维持至关重要,但关于它们的许多问题体内功能还有待解答。因此,Par3、Par6 和 aPKC 仍然是推进神经科学的重要研究课题。

更新日期:2022-06-16
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