论文部分内容阅读
大脑中绝大多数神经元间信息交流的信号分子是神经递质，其以突触囊泡为载体，通过囊泡的释放实现跨神经元间的传递。突触囊泡的释放过程是一个有序且精确调控的膜转运过程，其中包括囊泡与突触前膜的对接(docking)，两者膜融合的启动(priming)和膜融合(fusion)。上述过程受到许多突触蛋白的精确调控，其中包括三个关键的SNARE蛋白:突触前膜蛋白syntaxin-1、SNAP-25和囊泡蛋白VAMP。这三个蛋白相互结合形成SNARE复合体，介导膜的对接与融合过程。而胞质蛋白NSF解聚SNARE复合体，回收单体SNARE蛋白。 Neurexin是一类细胞黏附分子，参与了突触的形成、维持和神经递质的传递。Neurexin基因突变被认为与自闭症、阿尔茨海默症等神经疾病的发生密切相关。以往的研究显示neurexin基因三敲除小鼠的神经元以及neurexin基因缺失的果蝇运动神经元都具有突触递质传递的异常，这表明Neurexin参与了突触递质的传递过程，但是其作用的分子机制尚不清楚。本论文以果蝇的神经肌肉接头为模型，研究了Neurexin在突触递质传递中的作用及其分子机制。 我们的研究表明neurexin突变体果蝇的突触传递在高频电刺激下表现出严重的短时程抑制。并且该过程不是由于突触后谷氨酸能受体的快速脱敏所致，而是由于突触前的囊泡释放速度减缓导致。我们构建了一系列Neurexin截短形式的转基因果蝇，并通过表型挽救实验揭示了Neurexin的胞内端对于突触囊泡的正常释放是必需的。接着我们利用Neurexin的胞内端进行了酵母双杂交筛选，并发现了Neurexin胞内端与NSF蛋白具有相互作用。利用体外实验，我们精确定位了Neurexin与NSF相互结合的位点。序列比对结果显示两者的结合位点在不同物种间都具有高度保守性，这暗示两者的相互作用在不同物种中具有一定的保守性。我们通过免疫染色和生化实验阐明了Neurexin与NSF相互作用的缺失会导致NSF在突触前膜的定位异常并导致SNARE复合体的解聚异常。 本研究揭示了Neurexin参与了突触传递短时程抑制的调控过程，并阐明了Neurexin与NSF的相互作用在调节突触囊泡释放中的作用及其分子机制。