PSD作为理解突触形成和可塑性的分子平台

突触是神经元相互传递信号的结构，对神经元的功能至关重要。在发育和成年期，突触的正确形成和对刺激的反应是哺乳动物大脑的基础，但控制区段化突触组装形成和调节的分子过程尚不清楚。

在最近的一项研究中，一组来自香港科技大学(HKUST)的科学家采用了一种生化重建方法，表明无论是在溶液中还是在支撑的双膜层上，主要兴奋性突触后密度(PSD)支架蛋白形成的多价相互作用网络通过相分离形成PSD样组件。重组的psd样组装物可以聚集受体，选择性浓缩酶，促进肌动蛋白束的形成，并排除抑制性突触后蛋白。

研究结果发表在该杂志上细胞2018年8月2日。

突触是构成神经回路的最基本单元，它不像计算机电路中的连接节点那样以静态和线性的方式运作。由于它们在短时间内在每个突触内和在很长时间范围内在整个回路水平上都是非常动态的，了解突触的形成及其动态调节对于研究一个特定的神经回路如何产生特定的生理功能是至关重要的。

该小组的首席研究员张明杰教授说:“凝聚相PSD组件具有不同于齐次溶液的特征，适合突触功能。”“在我们的研究中，我们建立了一个分子平台来理解神经元突触是如何形成和动态调节的。”

“我们试图了解薄膜未包围的高度浓缩的PSD蛋白质组件，可以自主形态和稳定地存在，”本文共同作者孟隆荣博士说。“这种组装的PSD冷凝物动态地交换其构成响应突触刺激。”

“在这项研究中，通过使用纯化蛋白的生化重构方法，我们已经证明了这四个主要的支架蛋白可以在生理浓度下形成PSD蛋白凝聚物，”张教授说。“我们的结果表明，活性神经元中的高度浓缩的PSD组件可能通过LLP自身形成和稳定地存在。它提供了对神经元的基于突触的细胞间隔化的机制，这是对神经元功能至关重要的突触的细胞间化机制。。“

本研究中研究的PSD凝聚物再现了活神经元PSD的几个关键功能特征。

首先，PSD冷凝物可以在支撑的双膜层上大量聚集谷氨酸受体，而聚集的NMDAR尾部仍然能够与双膜层上的扩散受体尾部进行交换。其次，主要的支架蛋白是驱动PSD凝析物形成的关键决定因素。这种PSD缩合物可以富集它们的结合酶，如SynGAP和CaMKIIα。第三，主要支架蛋白形成的PSD缩合物可以丰富肌动蛋白调节蛋白蛋白质并促进肌动蛋白捆绑形成。

“从这种重构系统中衍生的信息与生活神经元进行的实验一起提供有价值的见解，以了解这些蛋白质在突触形成和功能中的角色，”张教授说。“虽然仍然大大简化，但这种明确的生物化学上可追踪系统提供了一种平台和新的范例，用于研究兴奋性PSD形成和调节，以及阐明未来突触编码基因突变引起的一系列脑疾病的机制。

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