越來越多的證據(jù)表明,海馬中的快速刺激性突觸在突觸傳導(dǎo)期間使用了胞外分泌的兩種模式:全衰竭的融合(FCF),,以及一種不完全的囊泡融合形式,,被稱為“吻與跑”(K&R)。Park等人如今指出,,一個(gè)囊泡在融合之前在激活區(qū)度過的時(shí)間,,以及融合影響的位點(diǎn)無論囊泡是否經(jīng)歷了FCF或K&R。
囊泡動(dòng)力學(xué)以及K&R胞外分泌的存在一直頗受爭議,,這部分是由于很難實(shí)時(shí)以及高分辨率地確定突觸囊泡的運(yùn)動(dòng)和行為,。Park等人利用一項(xiàng)技術(shù)使得以納米精確度在三維空間實(shí)時(shí)監(jiān)測囊泡運(yùn)動(dòng)成為可能。他們在囊泡上加載了一個(gè)熒光標(biāo)記物(量子點(diǎn)),,并觀察到場刺激導(dǎo)致約70%的胞吐標(biāo)記囊泡在突觸小結(jié)中運(yùn)動(dòng),;這種運(yùn)動(dòng)可能是正常的囊泡循環(huán)的一部分。作者進(jìn)一步強(qiáng)調(diào),,囊泡在胞外分泌之前的激活區(qū)幾乎是靜止的,,或許反映了對接過程。
隨著一個(gè)囊泡采取細(xì)胞外猝滅劑,,F(xiàn)CF能夠被觀察到一個(gè)突發(fā)的并且徹底的熒光性損失,。位于融合位點(diǎn)附近——也就是說“易釋放池”(RRP)的囊泡——的囊泡與位置更遠(yuǎn)的囊泡相比,經(jīng)歷了更快的胞外分泌,。在一個(gè)網(wǎng)格蛋白調(diào)節(jié)的恢復(fù)過程之后,,囊泡依然傾向于找到自己的方式回歸接近融合位點(diǎn)激活區(qū)附近的區(qū)域。這意味著RRP囊泡具有在一個(gè)小結(jié)中辨識(shí)自身與其他突觸泡池的分子特征,。
作者隨后選擇了5種疾病蛋白質(zhì),,它們的人類相互作用組以及結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)都是可用的,,研究人員為這項(xiàng)蛋白質(zhì)無性繁殖了疾病導(dǎo)致的突變(共有29個(gè)等位基因),并在一個(gè)酵母二次雜交篩查中比較了這些野生型和突變的相互作用,。他們發(fā)現(xiàn),,某些突變喪失了全部的相互作用——這相當(dāng)于節(jié)點(diǎn)去除,而由于缺乏或得到特有的相互作用,,有些,,特別是改變了表面剩余物的,則展現(xiàn)出了edgetic混亂,。這些結(jié)果證明了在原則上,,edgetic混亂模式適合于觀察到的表現(xiàn)型。
K&R融合事件能夠被部分熒光性的損失做探知,。大多數(shù)囊泡經(jīng)歷了K&R隨后而來的FCF,,但是一些囊泡會(huì)靜止更長時(shí)間,而它們更有可能經(jīng)歷K&R,。因此,,K&R的發(fā)生并不僅僅是一個(gè)最后時(shí)刻投硬幣的問題,而是依賴于之前的準(zhǔn)備,。重要的是,,Park等人發(fā)現(xiàn),K&R更有可能發(fā)生在激活區(qū)的中心區(qū)域,,而FCF事件則均勻地發(fā)生在整個(gè)區(qū)域,。這一發(fā)現(xiàn)的功能意義是什么?激活區(qū)的中心區(qū)域位于具有高NMDA受體密度的突觸后側(cè)區(qū)域的對面,。因此,,起因于K&R(相對于FCF)的突觸間隙的谷氨酸鹽的較低濃度或許足以激活NMDA受體;然而,,由于擴(kuò)散的稀釋效應(yīng),,AMPA受體(通常位于更周邊的區(qū)域)的激活將較不給力。這些數(shù)據(jù)帶來了令人興奮且有趣的問題,,即這兩種胞外分泌模式所扮演的角色,,以及它們?nèi)绾斡兄诒榧巴挥|的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。(生物谷Bioon.com)
doi:10.1038/nrn3216
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Synaptic transmission: X marks the exocytotic spot (and foretells vesicle fusion mode)
Sian Lewis
There is mounting evidence that fast excitatory synapses in the hippocampus use two modes of exocytosis during synaptic transmission: full-collapse fusion (FCF) and an incomplete form of vesicle fusion termed 'kiss and run' (K&R). Park et al.