科學(xué)家解開25年的神經(jīng)學(xué)難題
日期：2011-06-15 09:21:29
突觸素（synaptophysin）是目前發(fā)現(xiàn)的最豐富的突觸囊泡膜蛋白。盡管最近有研究將突觸素的喪失與學(xué)習(xí)障礙和神經(jīng)發(fā)育遲滯聯(lián)系起來，但它發(fā)現(xiàn)至今已有25年之久，而科學(xué)家們?nèi)圆荒艽_切說出它到底是干什么的。
如今，美國威斯康星大學(xué)的研究人員利用光學(xué)成像和電生理實驗，證明在培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元中，突觸素是突觸囊泡的高效內(nèi)吞所必需的。截短分析表明突觸素中不同的結(jié)構(gòu)部分差異調(diào)節(jié)了刺激期間及之后的囊泡回收。因此，突觸素至少調(diào)節(jié)了胞吞的兩個階段，以確保持續(xù)的神經(jīng)元活動期間及之后的囊泡可用性。
在神經(jīng)系統(tǒng)中，當(dāng)囊泡在突觸釋放神經(jīng)遞質(zhì)時，胞吐過程開始。之后突觸另一端的接收神經(jīng)元與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)合，并激活信號。為了結(jié)束第一階段，用過的囊泡與供體細(xì)胞膜融合。在稱之為胞吞的回收階段，新囊泡脫離供體細(xì)胞表面，重新載入神經(jīng)遞質(zhì)。
文章的通訊作者，HHMI的Edwin Chapman教授回憶道，在80年代晚期，當(dāng)他還是個研究生的時候，突觸素就是個難題。因此，當(dāng)他現(xiàn)在的研究生Sung E. Kwon談到他想用一些最新的技術(shù)來分析這個問題時，Chapman欣然同意了。
他們使用了經(jīng)過遺傳改造、無突觸素的小鼠，Kwon在囊泡蛋白上掛了一個熒光標(biāo)簽，這樣它就能夠觀察胞吐-胞吞循環(huán)。他還是用電生理學(xué)方法來分析正常及無突觸素囊泡的信號。實驗結(jié)果表明，突觸素缺乏對胞吐作用無影響，但使胞吞過程中囊泡的循環(huán)明顯減少。這一點，他們進(jìn)行了證實，在插入突觸素之后，重新獲得了正常的胞吞。
他們發(fā)現(xiàn)，突觸素調(diào)節(jié)了突觸囊泡胞吞的兩個不同階段，在持續(xù)的神經(jīng)元活動期間以及之后。缺乏囊泡延遲了可用囊泡的補充。作者認(rèn)為，這種缺陷或許有助于解釋突觸素突變的人可能會神經(jīng)發(fā)育遲滯。
作者還談到，目前還需要更多的研究來了解這種循環(huán)缺陷如何導(dǎo)致神經(jīng)發(fā)育遲滯，他們也開始研究能跨越這種缺陷、重建正常胞吞狀態(tài)的分子。
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