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研究方向/
主要特长
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本课题组的研究主要包括以下几个方面：
1． 利用疾病特异的iPS细胞研究重大神经退行性疾病的机制。这部分课题主要围绕两个关键科学问题进行：（1）如何将疾病特异性iPS细胞向相应疾病中的功能细胞定向诱导，并建立研究相关疾病的细胞或动物模型？（2）如何应用这样的疾病模型探索疾病发生的机制和规律，并发现对这些疾病有效治疗的新靶点和新途径？我们将首先建立严重危害人民健康的重大疾病的iPS细胞系，重点选择我们项目组有一定研究基础的疾病，并优先考虑具有遗传起因的家族病例，包括神经系统（阿尔茨海默病AD、帕金森病PD和小儿脊髓性肌肉萎缩症SMA等)重大疾病。
2． 利用干细胞治疗脊髓损伤的研究
建立脊髓损伤的动物模型，研究不同的干细胞，包括胚胎干细胞，诱导性多功能干细胞（iPS）神经前体干细胞（NPCs）、间充质干细胞（MSCs）和少突胶质前体干细胞（OPCs）对治疗脊髓损伤的效果及作用机制, 并结合表达各种神经营养因子（BDNF, NT3,GDNF, et al）找到治疗脊髓损伤的最佳策略。
3. 研究神经突触形成的分子机制
神经元的信息传递是有神经突触介导，神经突触的形成对提高神经系统的功能例如神经系统的可塑性起着重要的作用。突触形成障碍被认为是引起一些发展性神经病的病因，如Fragile Mental Retardation(FMR) 和Rett综合症(Rett syndrome)。研究突触形成的分子机制是神经科学中的重大基础问题，对理解很多重大神经系统疾病的致病机制有深远的影响。我们将具体围绕着星形胶质细胞在神经突触形成中的作用开展研究工作。
4. 神经干细胞在衰老过程中的DNA损伤修复及应答反应的调控机制的研究
本课题的主要目标是研究在衰老过程中DNA损伤修复及其应答反应对神经干细胞功能的影响，从而揭示神经干细胞衰老的分子调控机制。 具体目标包括：
1）确定在衰老过程中，神经干细胞是否对神经系统的衰老起到重要作用？
2）发现在衰老状态下，神经干细胞的细胞病理学特征，及其增殖和分化特性的改变。
3）研究衰老过程中，神经干细胞的DNA损伤及修复能力的变化及其与神经干细胞功能衰退的相关性。
4）利用特异的DSB修复的荧光报道系统，深入研究DBS相关的两个重要修复途径HR（homologous recombination）和NHEJ(non-homologous end-jointing)在神经干细胞的DNA损伤修复中的作用及其在衰老的模型中的变化及调控机制。
5）利用分子遗传学和转基因小鼠，研究与衰老相关的重要基因如Sirt1, ATM, Ku80及P53在衰老过程中对DNA损伤修复的调节机制
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发表论文：
1. Gustavsson N, Wang X, Wang Y, Seah T, Xu J, Radda GK, Südhof TC, Han W; Neuronal calcium sensor synaptotagmin-9 is not involved in the regulation of glucose homeostasis or insulin secretion PLoS One, Nov 9; 5(11): e15414
2. Shin O*, Xu, J.*, Rizo J and Sudhof T; Differential but convergent functions of Ca2+ binding to synaptotagmin-1 C2 domains mediate neurotransmitter release PNAS Sep 22;106(38):16469-74 2009 (* equal contribution)
3. Xu, J., Pang Z, Shin O, and Sudhof T; Synaptotagmin-1 functions as Ca-sensor for spontaneous synaptic miniature release Nature Neurosci 2009 Jun;12(6):759-66
4. Xu, J., Peng, H., Kang, N., Zhao, Z., Lin, J. H., Stanton, P. K., and Kang, J. (2007). Glutamate-induced exocytosis of glutamate from astrocytes. J Biol Chem 282, 24185-24197
5. Wu, H., Xu, J.(*), Pang, Z. P.(*), Ge, W.(*), Kim, K. J., Blanchi, B., Chen, C., Sudhof, T. C., and Sun, Y. E. (2007). Integrative genomic and functional analyses reveal neuronal subtype differentiation bias in human embryonic stem cell lines. Proc Natl Acad Sci U S A 104, 13821-13826 (*: equal contribution; Note: comments in Nature Reviews Neuroscience 8 (10), p740-741).
6. Xu, J., Mashimo, T., and Sudhof, T. C. (2007a). Synaptotagmin-1, -2, and -9: Ca(2+) sensors for fast release that specify distinct presynaptic properties in subsets of neurons. Neuron 54, 567-581 (Featured article; Note: comments in Neuron 54 (4), p493-494
7. Xu J, Kang J (2005) The mechanisms and functions of activity-dependent long-term potentiation of intrinsic excitability. Rev Neurosci 16:311-323. PMID: 16519008
8. Kang N(*), Xu J(*), Xu Q, Nedergaard M, Kang J (2005) Astrocytic glutamate release-induced transient depolarization and epileptiform discharges in hippocampal CA1 pyramidal neurons. J Neurophysiol 94:4121-4130.(* equal contribution)
9. Xu J, Kang N, Jiang L, Nedergaard M, Kang J (2005) Activity-dependent Long-term Potentiation of Intrinsic Excitability in Hippocampal CA1 Pyramidal Neurons. J Neuroscience 25 (7): 1750-1760
10. Kang N, Jiang L, He W, Xu J, Nedergaard M, Kang J (2004b) Presynaptic inactivation of action potentials and postsynaptic inhibition of GABAA currents contribute to KA-induced disinhibition in CA1 pyramidal neurons. J Neurophysiol 92:873-882
11. Jiang L, Xu J, Nedergaard M, Kang J (2001) A kainate receptor increases the efficacy of GABAergic synapses. Neuron 30:503-51
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