化學(xué)突觸在神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)傳遞信息。當(dāng)突觸前細(xì)胞被電激發(fā)時(shí)，突觸小泡與突觸前膜融合，導(dǎo)致小泡內(nèi)的信使物質(zhì)被釋放到突觸間隙中。然后它們與突觸后細(xì)胞中的受體結(jié)合，在那里它們再次觸發(fā)電信號(hào)。傳入信號(hào)的時(shí)間和空間順序決定了信息在大腦中的處理和傳輸方式。為了長期維持其功能，化學(xué)突觸需要回收突觸囊泡，使其可用于更新的信號(hào)傳輸。Carsten Duch 教授和 Martin Heine 教授以及他們各自在美因茨約翰內(nèi)斯古騰堡大學(xué) (JGU) 的研究小組正在研究突觸小泡的釋放和回收是如何協(xié)調(diào)的。生物學(xué)家解釋說：“需要協(xié)調(diào)化學(xué)突觸的胞吐作用和內(nèi)吞作用速率才能在大腦中實(shí)現(xiàn)可靠的信號(hào)傳輸。”Duch 和 Heine 與馬格德堡萊布尼茨神經(jīng)生物學(xué)研究所的組長 Ulrich Thomas 博士一起透露了PNAS論文發(fā)表了時(shí)空分離的突觸前鈣信號(hào)如何獨(dú)立調(diào)節(jié)突觸小泡的胞吐作用和內(nèi)吞作用，即它們的釋放和再循環(huán)。
突觸前不同類型電壓門控鈣通道的共存
在化學(xué)突觸處，傳入的電脈沖被轉(zhuǎn)換成化學(xué)信號(hào)并傳遞到下一個(gè)細(xì)胞。該過程需要鈣離子首先通過依賴電壓的膜通道流入突觸前，即向突觸后細(xì)胞傳遞信號(hào)的上游神經(jīng)細(xì)胞。這種鈣流入在時(shí)間和空間上都受到嚴(yán)格限制，并導(dǎo)致突觸小泡從專門的囊泡庫中胞吐。突觸前鈣信號(hào)也調(diào)節(jié)突觸囊泡循環(huán)，但這里的時(shí)間和空間要求是不同的。一個(gè)懸而未決的問題是突觸前電活動(dòng)如何在突觸前末梢產(chǎn)生具有不同時(shí)間和空間分布的鈣信號(hào)。
通過將基因修飾與黑腹果蠅遺傳模型生物的神經(jīng)肌肉突觸的電生理學(xué)和光生理學(xué)測量相結(jié)合，研究小組能夠證明突觸前具有兩種不同類型的電壓門控鈣通道，Cav2 和 Cav1。然而，發(fā)現(xiàn)這些在空間上是隔離的。當(dāng)電信號(hào)到達(dá)時(shí)，兩種類型的通道都會(huì)打開，但只有位于突觸前活動(dòng)區(qū)的Cav2 通道是突觸小泡的胞吐作用所必需的。Cav1 通道位于活動(dòng)區(qū)之外，并通過活動(dòng)依賴性鈣內(nèi)流增強(qiáng)突觸小泡的內(nèi)吞作用。因此，敲除 Cav2 通過基因操作阻止突觸傳遞，而 Cav1 的敲低會(huì)降低突觸囊泡內(nèi)吞的速率，從而在持續(xù)活動(dòng)期間增強(qiáng)突觸抑制。這就是由很大程度上獨(dú)立的電壓門控鈣通道的兩個(gè)不同群體介導(dǎo)的鈣信號(hào)如何調(diào)節(jié)突觸前響應(yīng)神經(jīng)元活動(dòng)的兩個(gè)基本功能，即突觸小泡的釋放和再循環(huán)。
標(biāo)簽： 突觸小泡
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