研究揭示神经递质释放的内在机制

近日，麻省理工学院的神经科学家发现，一种蛋白质能够调控神经元释放神经递质的水平，这些发现有助于解释突触如何发挥作用，并可以更好地帮助人们理解某些神经系统疾病。
 
　　研究人员发现，果蝇中的蛋白质Synaptotagmin 7（SYT7）（这种蛋白质也存在于人类和其他哺乳动物中）限制了神经元突触所释放的含有神经递质的囊泡的数量和利用率。当科学家减少SYT7的表达水平时，他们发现突触释放了更多的神经递质。当他们增加该蛋白质时，神经递质释放则显著下降。文章作者Quiñones-Frías说：“ Syt7以剂量依赖性方式调节神经传递的效率，并且可以作为短期突触可塑性的开关。”

　　为了研究SYT7，研究小组将实验重点放在特征明确的区域（果蝇神经元和肌肉之间的交界处）的突触上。研究小组不仅希望了解改变蛋白质水平的差异会在哪里引起突触活性的变化，还希望追踪其如何产生这些差异。他们通过突变和繁殖果蝇来改变神经元可能产生的SYT7的数量，在果蝇中该基因被完全消除，只能表达一个拷贝，或者在基因中过表达，从而产生比正常个体更多的SYT7。根据这些模型，作者发现了SYT7表达量与神经递质释放水平之间的反比关系。

　　此外，使用实验室发明的技术标记神经递质释放的过程，作者绘制了神经元-肌肉连接处各个突触的活跃程度。结果显示，在SYT7表达水平较低的果蝇中出现了更多的突触活化并释放神经递质的倾向。

　　通过比较正常果蝇和缺少SYT7的果蝇的突触，作者发现在解剖学或钙内流方面没有主要差异。然后，他们将注意力转移到囊泡释放神经递质的过程。他们的实验表明，缺乏SYT7的神经元倾向于储备更多准备释放的囊泡。此外，SYT7过表达的突变体则大大限制了该储蓄池中的囊泡数量。最后一步是追踪SYT7在突触中的位置。在显微镜下，他们能够将其锁定在周围的管网中，但不在活动区域​​内。SYT7存在于调节小泡运输的蛋白质系统所在位置，这为SYT7提供了与这些蛋白质相互作用以调节小泡返回活性区的机会。