在小鼠海马突触中的超快速内细胞分裂
Shigeki Watanabe1, Benjamin R Rost2, Marcial Camacho-Pérez2
1Department of Biology and Howard Hughes Medical Institute, University of Utah, Salt Lake City, Utah, U.S.A.
Nature
|December 6, 2013
概括
突触囊泡回收对于神经传递至关重要. 这项研究揭示了一种超快的内细胞分裂机制,与克拉介导或亲吻和逃跑途径不同,在融合后迅速恢复膜表面积.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 细胞生物学 细胞生物学
- 生物物理学的生物物理.
背景情况:
- 突触囊泡循环对于持续的神经传输至关重要.
- 现有的模型提出了克拉斯林介导的内细胞结合 (约20秒) 或亲吻和逃跑内细胞结合 (约1秒) 进行囊泡再生.
- 快速突触囊泡循环的精确机制和动力学仍然不完全理解.
研究的目的:
- 研究神经元刺激后立即发生的突触囊泡内分细胞的动力学和机制.
- 要区分拟议的突触囊泡回收的模型.
主要方法:
- 利用光遗传学以单一刺激刺激培养的海马神经元.
- 采用闪电子显微镜,以固定,快速的间隔捕捉超结构后刺激.
- 研究了actin聚合和dynamin在内细胞过程中的作用.
主要成果:
- 突触囊泡融合和膜崩发生在刺激后30毫秒内.
- 在激活区侧面,在刺激后50-100毫秒内观察到补偿性内细胞分裂.
- 动氨酸聚合抑制阻断了发育,而动氨酸抑制阻断了分裂.
- 完整的突触囊泡没有恢复,排除了亲吻和逃跑内细胞分裂.
- 这种超快速的内细胞分裂速度是克拉中介内细胞分裂的200倍.
结论:
- 确定了一种用于突触囊泡循环的新型"超快速内细胞分解"途径.
- 这一途径与克拉特林介导和亲吻和逃跑内细胞分裂不同.
- 超快速内细胞酶迅速恢复突触膜表面积,这可能对维持神经元功能至关重要.
