生物科学门户网站
BIO1000.COM

研究人员阐明了神经元如何交换神经递质

一个多世纪以来,神经科学家已经知道,神经细胞会通过它们之间的小缝隙相互交谈,信息会通过谷氨酸,多巴胺和5-羟色胺等神经递质通过突触传递。然后,神经递质激活接收神经元上的受体以传达兴奋性或抑制性信息。

但是,除了基本构想之外,关于大脑功能的这一关键方面如何发生的细节仍然难以捉摸。现在,马里兰大学医学院(UM SOM)的科学家进行的新研究首次阐明了此过程的体系结构的详细信息。该论文发表在《自然》杂志上

为了可视化突触的亚微观尺度(跨度为百万分之几英寸)上的特征,研究人员转向了一种称为单分子成像的创新技术,该技术可以定位和跟踪单个蛋白质分子在脑膜内的运动。单个突触,甚至在活细胞中。使用这种方法,科学家们在神经传递过程中发现了意想不到的精确模式。研究人员研究了培养的大鼠突触,其在总体结构上与人突触非常相似。

生理学系副教授,执行这项工作的组长Thomas Blanpied博士说:“我们正在看到前所未有的事物。这是一个全新的研究领域。”“多年来,我们已经掌握了突触中发现的多种分子的列表,但这并没有使我们深入地了解这些分子如何相互配合,或者该过程如何在结构上真正起作用。现在使用单分子成像来绘制许多关键蛋白的位置,我们终于能够揭示突触的核心结构。”

在论文中,Blanpied描述了此体系结构的意外方面,这可以解释为什么突触如此有效,但在疾病期间也容易被破坏:在每个突触中,关键蛋白都非常精确地组织在细胞间隙之间。Blanpied说:“神经元比将神经递质分子的释放定位在其受体附近的想象要好。”“两个不同神经元中的蛋白质以难以置信的精确度对齐,几乎在两个细胞之间形成了一个延伸的柱。”这种接近度优化了传输的功率,并且还提出了可以修改此传输的新方法。

理解这种体系结构将有助于弄清大脑内部的通信方式,或者在精神疾病或神经系统疾病的情况下,它如何失效。Blanpied还专注于“粘附分子”的活性,“粘附分子”从一个细胞延伸到另一个细胞,并且可能是“纳米柱”的重要组成部分。他怀疑,如果粘附分子没有正确地放置在突触上,突触结构将被破坏,神经递质将无法发挥作用。坦率地说,至少在某些疾病中,问题可能是即使大脑中神经递质的数量适当,突触也不能有效地传递这些分子。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。