重拍,重新填充,重用:在突触的回收揭示
脑中的神经元形成纠结的连接网。在这些网中,单元格彼此通信以控制电动机,认知和其他功能。
激活时,神经元传播电信号。但这种信号不能跨越突触 - 两个神经元之间的结。因此,从一个神经元到下一个神经元的通信是通过释放在突触的微小膜胶囊的微小膜胶囊释放。
电信号触发这些胶囊,称为囊泡,在神经元的突触前末端熔断膜,从而将神经递质释放到两个细胞之间的裂隙中。神经递质穿过裂缝,然后在突触后神经元激活受体,触发下一个细胞中的电信号。
因为这神经递质信号在一个方向上 - 从突触前神经元到后突触后的囊泡必须重新形成,以便继续。“回收是保持突触功能的关键过程,”冲绳科学研究生院(OIST)的蜂窝和分子突触功能单元的领导者,Takahashi教授Takahashi教授。在最近发表的一项研究中细胞报告,Takahashi和他的同事们在一个糟糕的一部分囊泡回收中阐明了光线。
囊泡回收涉及三个步骤:首先,脂质膜必须从神经元的膜中挤出以形成囊泡,一种称为内吞作用的过程。然后,囊泡必须用神经递质重新填充。最后,必须将填充的囊泡运输到释放站点。虽然内吞作用已经很好地研究,但对重新填充过程很少。Takahashi教授与前oist oist oist ovishisha大学的研究员和同事合作,现在表明至少有一种主要类型的突触,重新填充比内吞作用长。
研究结果表明,再填充步骤可以确定囊泡在突触在突触中再循环并重新使用的速率。Takahashi教授说,神经科学家长期以来,它是有限的循环速度限制回收速度。“然而,我们表明囊泡重新灌注率也是一个重要因素。”
神经元可以形成兴奋性连接或抑制因素,这取决于它们在突触突出的神经递质。神经递质谷氨酸依次通过兴奋的信号,这意味着它会增加它的机会电信号来自第一电池将通过第二个电池。另一方面,神经递质GABA和甘氨酸传递抑制信息,讲述后续细胞不会发射。
在兴奋性突触Takahashi的小组教授先前已经测量了在再循环过程中谷氨酸谷氨酸的速率。但是,这种重新灌注速率尚未研究抑制突触。Takahashi教授和同事使用玻璃电极同时从突触前终端和突触后突出终端的录音。他们表明,在抑制末端,GABA将在兴奋性突触处比谷氨酸盐慢慢升高到囊泡中的5至6倍。
使用称为笼式GABA化合物UV光解的特殊技术估计了尿布GABA摄取率。研究人员通过一种合成化合物注入的GABA,该化合物可防止其将其重新填充囊泡进入突触前末端。神经递质从笼子的释放由UV照明控制,这提供了改变合成化合物的3D结构的能量。使用闪光灯的紫外线,科学家可以在特定时刻将GABA释放到突触前末端,然后测量加巴的摄取速率回到囊泡中。
值得注意的是,他们表明,用GABA重新填充囊泡所需的时间几乎与突触从突触抑制恢复的总时间相同 - 神经元无法射击,因为携带突触跨突触的囊泡被用尽。这意味着大多数恢复时间都致力于重新填充囊泡。相反,改革囊泡需要相对较少的时间。使用分子泵相比,囊泡再灌注是耗时的,因为GABA在囊泡内部浓缩10-100倍。
因此,研究人员得出结论,用GABA重新填充囊泡的缓慢速率可以是抑制突触中神经递质回收过程的速率限制步骤。
既然所有抑制因素神经元在大脑中使用GABA或甘氨酸,一种以与GABA相同的方式再循环的神经递质,并使用相同的分子泵将其重新填充到囊泡中,这一原则可能适用于所有抑制神经元在大脑中。这表明囊泡再灌注过程对于维持许多重要的大脑功能至关重要。
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