神经细胞黏附分子1
神经细胞黏附分子1（Neural Cell Adhesion Molecule 1, NCAM1），在临床免疫及病理学中常被称为 CD56，是免疫球蛋白超家族（IgSF）中最早被鉴定且研究最为深入的细胞黏附分子之一。NCAM1 广泛表达于中枢及外周神经系统、神经肌肉接头以及自然杀伤细胞 (NK cells) 表面。它通过独特的同嗜性结合机制介导细胞间的相互作用，调控神经元的迁移、突触形成及轴突生长。NCAM1 的一个显著特征是其能够发生多聚唾液酸 (PSA) 修饰，这种带有巨大负电荷的糖链修饰可以将 NCAM1 从“黏附分子”转变为“抗黏附分子”，从而赋予神经系统极大的突触可塑性。NCAM1 基因的多态性与精神分裂症、双相情感障碍等精神疾病密切相关。
分子机制：从“胶水”到“润滑剂”
NCAM1 是神经系统结构稳定与动态变化之间的关键平衡者，其功能主要通过两种截然相反的状态来实现：
- 稳态 (The Glue)：
未修饰的 NCAM1 通过其胞外区的 5 个 Ig样结构域 和 2 个 纤连蛋白 III 型结构域，与相邻细胞表面的 NCAM1 进行同嗜性结合 (Homophilic Binding)。这种结合力将神经元固定在特定的回路上，维持突触的稳定性。 - 可塑态 (The Anti-glue)：
在神经发育或记忆形成过程中，NCAM1 会被加上长链的多聚唾液酸 (PSA)。PSA 具有巨大的水化体积和强负电荷，它像一个膨胀的“气囊”，通过空间位阻效应推开相邻细胞，减弱细胞间的黏附力。这种“去黏附”状态允许神经元轴突进行生长、延伸和重组，是突触可塑性及学习记忆的分子基础。
[Image:PSA_NCAM_plasticity_mechanism.png|100px|PSA-NCAM 调节突触可塑性示意图]
| 异构体 | 结构特征 | 主要分布与功能 |
|---|---|---|
| NCAM-180 | 跨膜型，胞内域最长 | 主要位于突触后致密区 (PSD)。其长胞内尾部与细胞骨架蛋白（如 Spectrin）结合，锚定受体，维持突触结构稳定。 |
| NCAM-140 | 跨膜型，胞内域较短 | 主要位于轴突和生长锥。参与信号转导（如激活 Fyn 激酶和 MAPK 通路），调控神经突起生长。 |
| NCAM-120 | GPI锚定型，无胞内域 | 主要表达于胶质细胞。参与胶质细胞与神经元之间的相互作用。 |
神经精神疾病的分子线索
精神分裂症与 NCAM1
NCAM1 是精神疾病遗传学研究中的热门候选基因。
证据链：
1. 脑脊液异常： 精神分裂症患者脑脊液中可溶性 NCAM 片段常异常升高，提示突触结构破坏。
2. 海马病变： 患者海马区 PSA-NCAM 表达水平降低，这可能导致了突触可塑性受损和认知功能障碍。
3. 遗传关联： 全基因组关联分析 (GWAS) 发现 NCAM1 基因位点的单核苷酸多态性 (SNP) 与双相情感障碍和精神分裂症易感性显著相关。
学术参考文献与权威点评
[1] Rutishauser U. (2008). Polysialic acid in the plasticity of the neural network. Nature Reviews Neuroscience. 2008;9(1):26-35.
[学术点评]：机制综述。详细阐述了 PSA-NCAM 如何通过物理空间位阻调节细胞间距离，从而控制突触传递效率和神经网络重塑，是理解 NCAM 功能的必读文献。
[2] Cremer H, Lange R, Christoph A, et al. (1994). Inactivation of the N-CAM gene in mice results in size reduction of the olfactory bulb and deficits in spatial learning. Nature. 1994;367(6462):455-459.
[学术点评]：敲除模型。该研究通过 NCAM 基因敲除小鼠模型，首次证实了 NCAM 在嗅球发育（神经元迁移）和海马依赖性空间学习记忆中的决定性作用。
[3] Vawter MP. (2000). Dysregulation of the neural cell adhesion molecule and polysialyltransferase in schizophrenia. International Review of Neurobiology. 2000;42:267-319.
[学术点评]：疾病关联。系统总结了 NCAM1 及其修饰酶（唾液酸转移酶）在精神分裂症患者死后脑组织中的表达异常，建立了细胞黏附分子与精神疾病病理的联系。