突觸傳遞調(diào)節(jié)的突觸前機(jī)制研究.pdf

1、本文對突觸傳遞調(diào)節(jié)的突觸前機(jī)制進(jìn)行了研究。通過突觸囊泡與突觸前膜融合介導(dǎo)的神經(jīng)遞質(zhì)釋放是神經(jīng)元信息傳遞的重要環(huán)節(jié)，受到一系列突觸前蛋白和相關(guān)分子的協(xié)同作用和精密調(diào)節(jié)。包括Syntaxin，Snap-25和VAMP/Synaptobrevin在內(nèi)的SNAREs蛋白是介導(dǎo)鈣離子依賴的囊泡膜與突觸膜融合的核心分子復(fù)合體。Snapin和Syntaphilin是由酵母雙雜交技術(shù)篩選出的，分別與Snap-25和Syntaxin相互作用的蛋白。近年研

2、究表明，它們均在神經(jīng)元功能中發(fā)揮重要作用。Snapin通過加強(qiáng)鈣離子感受蛋白Synaptotagmin1與SNARE復(fù)合體間的相互作用，易化突觸囊泡的融合，對于突觸傳遞起正向調(diào)節(jié)作用。而Syntaphilin(SNPH)則對軸突線粒體的制動(dòng)起重要作用，并影響線粒體的分布。在此基礎(chǔ)上，我們主要采用雙膜片鉗全細(xì)胞記錄技術(shù)，探索了snapin基因敲除小鼠培養(yǎng)的大腦皮層神經(jīng)元以及snph基因敲除小鼠培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元的突觸傳遞特性。 本研

3、究表明，snapin基因缺失導(dǎo)致基因豐度依賴性微突觸后電流(mEPSC)頻率下降，興奮性突觸后電流(EPSC)幅度下降，及EPSC時(shí)程延長；提示神經(jīng)遞質(zhì)釋放概率下降及突觸前囊泡融合的不同步性。在高頻刺激下，snapin基因缺失神經(jīng)元間的突觸傳遞持續(xù)性和精確性受到嚴(yán)重影響。提高細(xì)胞外液的鈣離子濃度在增加EPSC幅度的基礎(chǔ)上，不能改變EPSC的時(shí)程；然而特異過量表達(dá)snapin基因在突觸前神經(jīng)元，不但使雜合子(+/-)神經(jīng)元的EPSC恢復(fù)野

4、生型(+/+)的時(shí)程特性，而且表現(xiàn)出因過度增強(qiáng)的同步性導(dǎo)致的EPSC時(shí)程加速。這一現(xiàn)象提示了Snapin在調(diào)節(jié)突觸囊泡快速同步融合中的獨(dú)特作用，并對理解一系列Snapin相關(guān)疾病的病理機(jī)制提供了研究線索。在snph基因敲除小鼠的海馬神經(jīng)元中，約三分之一的軸突線粒體由制動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化為活動(dòng)態(tài)，且軸突線粒體密度也顯著下降。但是神經(jīng)元基礎(chǔ)的突觸傳遞并沒有受到snph缺失影響。高頻刺激下的突觸易化(facilitation)在snph純合子(-/-)

5、神經(jīng)元中顯著增加，并可以被鈣離子敖合劑EGTA阻斷。這一現(xiàn)象提示軸突末梢鈣離子緩釋能力的下降，并被進(jìn)一步神經(jīng)末梢鈣離子成像實(shí)驗(yàn)證實(shí)。此外，我們發(fā)現(xiàn)突觸傳遞的穩(wěn)定性也受到snph基因的調(diào)節(jié)。在snph(-/-)神經(jīng)元中，EPSC幅度的變異性(variability)顯著增加。過量表達(dá)snph基因到突觸前神經(jīng)元，不但消除了突觸易化增強(qiáng)作用，而且降低了突觸傳遞的變異性，說明SNPH及其對軸突線粒體的活動(dòng)及分布影響，對調(diào)節(jié)突觸傳遞及可塑性具有重