Neuron：大脑突触的“幕后英雄”，科学家揭示α2δ亚基调控神经信号强度背后的分子机制

来源：100医药网 2025-07-07 13:55

本文研究为理解大脑突触的发育和功能调控提供了新的视角，研究人员不仅揭示了α2δ亚基对突触前关键蛋白Munc13-1的调控作用，还明确了其在钙通道组织中的功能。

在当今神经科学领域，大脑突触的形成、发育及功能调控一直是科学家们的研究热点，突触作为神经元之间信息传递的基本结构，其功能异常与多种神经系统疾病密切相关，比如癫痫、自闭症和神经退行性疾病等。近年来，随着对突触相关分子的研究不断深入， 2 亚基作为电压门控钙通道（CaV）的辅助亚基，因其在神经系统中的重要作用而备受关注。有研究表明，与 2 亚基相关的基因突变在多种神经发育障碍中具有较高的检出率，提示其在突触功能中扮演着关键角色。

近日，一篇发表在国际杂志Neuron上题为 Presynaptic 2 s specify synaptic gain, not synaptogenesis, in the mammalian brain 的研究报告中，来自北卡罗来纳大学教堂山分校等机构的科学家们通过研究揭示了 2 亚基在突触强度调控中的作用，阐明了其在大脑突触发育和功能中的全新机制。

文章中，研究人员通过构建三重条件性敲除（CKO）小鼠模型实现了对 2 1、 2 2和 2 3亚基在突触前选择性敲除，从而深入研究其在哺乳动物大脑谷氨酸能突触中的功能。文章中的实验对象为C57BL/6J背景的CKO小鼠，研究人员通过在小鼠出生后第1天（P1）向其耳蜗核注射携带Cre重组酶的腺相关病毒（HdAd），实现对 2 亚基的特异性敲除并在P18-P23期间对小鼠进行分析。随后研究人员采用包括共聚焦显微镜成像、透射电子显微镜（TEM）、单分子定位技术（SDS-FFRIL）及电生理记录等多种先进技术开展研究，从而就能从分子、细胞和功能等多个层面深入剖析 2 亚基在突触中的作用。

全文的图形摘要

研究结果表明， 2 亚基并非突触形成和超微结构发育所必需，但在调控突触强度方面发挥着重要作用；具体而言， 2 亚基的缺失会导致突触前Munc13-1蛋白水平显著降低，而Munc13-1是突触囊泡释放的关键调控蛋白。此外， 2 亚基的缺失还会导致突触前CaV2.1通道数量减少，但不影响其聚集状态。电生理实验进一步揭示， 2 亚基的缺失会显著降低突触传递的初始强度，但对突触囊泡释放的动力学特性没有影响，这些发现表明， 2 亚基主要会通过调节突触前蛋白的表达和钙通道的丰度来影响突触的强度，而非直接参与突触的形成或形态发育。

本文研究为理解大脑突触的发育和功能调控提供了新的视角，研究人员不仅揭示了 2 亚基对突触前关键蛋白Munc13-1的调控作用，还明确了其在钙通道组织中的功能，相关研究发现对于理解神经系统疾病的发病机制具有重要意义，尤其是在那些与 2 亚基相关的神经发育障碍中。此外，本文研究还为开发针对 2 亚基的新型神经调节药物提供了理论基础，有望为相关疾病的治疗带来新的希望。（100yiyao.com）

参考文献：

William Milanick，Jianing Li，Connon I. Thomas, et al. , Neuron (2025). DOI:10.1016/j.neuron.2025.04.013

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