神經(jīng)遞質(zhì)或介質(zhì)，是存在于突觸間傳遞神經(jīng)沖動(dòng)的一種化學(xué)物質(zhì),，一般是由突觸前囊的囊泡釋放,。一項(xiàng)新的研究表明一種液體分子在突觸囊泡的行為控制中起到重要作用。這種分子就是PtdIns(4,5)P2,，Pietro De Camilli的這篇文章發(fā)表在9月23日的Nature上,。

        囊泡能夠儲(chǔ)存神經(jīng)元釋放的神經(jīng)遞質(zhì)。最初,，突觸囊泡在神經(jīng)元內(nèi)部裝載神經(jīng)遞質(zhì)分子,。然后，它們?cè)谕挥|上將貨物卸載下來(lái),，即囊泡在突觸上經(jīng)歷了胞外分泌的過(guò)程,。完成這個(gè)過(guò)程后，它們被神經(jīng)元吞入細(xì)胞內(nèi),，即內(nèi)吞作用,。之前已經(jīng)從無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)、藥理學(xué)和轉(zhuǎn)染研究中獲得了間接的證據(jù)證明PtdIns(4,5)P2在控制這個(gè)過(guò)程中起到一定的作用,，但卻苦于無(wú)足夠份量的遺傳學(xué)證據(jù),。這項(xiàng)新研究則提供了決定性的證據(jù)支持了這個(gè)假說(shuō)，這種液體分子能夠通過(guò)與胞外分泌機(jī)器的蛋白結(jié)合影響胞外分泌作用并且能夠與包涵素轉(zhuǎn)接器結(jié)合來(lái)影響內(nèi)吞作用,。

        實(shí)驗(yàn)中,，De Camilli和同事將小鼠的編碼一種叫做PIP kinase type 1 gamma的酶的基因敲除，已經(jīng)知道這種酶能夠加工PtdIns(4,5)P2,。研究發(fā)現(xiàn)缺乏這種酶的小鼠大腦中的PtdIns(4,5)P2水平極大地減少并且不能分泌神經(jīng)遞質(zhì),。而缺失了這個(gè)基因的兩個(gè)拷貝的小鼠則在出生后不久就會(huì)死亡。接著,，他們檢測(cè)了培養(yǎng)的新生小鼠的神經(jīng)元（無(wú)PtdIns(4,5)P2）中的突觸傳遞情況,。結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些小鼠的囊泡循環(huán)庫(kù)較小并且能夠進(jìn)行融合的囊泡數(shù)量也較少。之后,，他們又利用一種熒光追蹤劑來(lái)跟蹤研究這個(gè)過(guò)程以確定PtdIns(4,5)P2對(duì)融合后囊泡再利用的速率,。

        他們還用一種蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)染培養(yǎng)的神經(jīng)元，并以此研究?jī)?nèi)吞作用的詳細(xì)過(guò)程,。熒光追蹤劑的使用使研究人員能夠監(jiān)視囊泡在胞外分泌和內(nèi)吞過(guò)程中打開(kāi)和關(guān)閉的情況,。觀測(cè)結(jié)果表明缺乏PtdIns(4,5)P2的神經(jīng)元中內(nèi)吞作用緩慢。電鏡觀察結(jié)果表明這種神經(jīng)元的依賴內(nèi)涵素的內(nèi)吞作用被削弱,。

        這項(xiàng)研究能夠讓人們更好地了解與磷酸肌醇代謝有關(guān)的基因的分子機(jī)制,，強(qiáng)調(diào)了膜脂質(zhì)代謝在膜上的一些重要過(guò)程的調(diào)節(jié)作用。而脂質(zhì)生物學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)展也將會(huì)為人類疾病的治療提供新的靶標(biāo),。