Science：科学家在抑制性突触上新发现140余种蛋白

半杯湖底沙

我们知道，神经细胞之间通过一个名叫“突触”的细小缝隙来传递信息。一个细胞将携带的信息通过化学神经递质由突触结构传递给另一个细胞，从而传递兴奋或抑制的信息。1959年，Edward Gray根据突触的超微结构将其分为Ⅰ型和Ⅱ型。前者的突触间隙宽约30纳米，后膜明显增厚，面积大；后者的突触间隙宽约20纳米，后膜只轻度增厚，面积小。一般认为Ⅰ型是兴奋性突触，而Ⅱ型是抑制性突触。

抑制性突触就像大脑内的“刹车”，防止过度兴奋。此前科学家们认为，与兴奋性突触相比，抑制性突触可能不是那么复杂，因为已知存在于抑制性突触结构上的蛋白质相对较少。但在近日，一项由杜克大学的科学家发表在Science杂志上的研究推翻了上述假设，他们揭示了140种此前从未在抑制性突触上发现的蛋白。

这些蛋白如同埋藏在深山里的宝藏，终于在今天被科学家们发现。其中，已经有27种蛋白通过全基因组关联分析发现与自闭症，智力障碍及癫痫有关。这些研究表明新的突触机制可能为理解、治疗这些疾病提供新方法。

突触是药物治疗一些脑部疾病的靶点。已知约有40种蛋白质聚集在抑制性突触上，它不仅可以防止过度兴奋导致癫痫，也可以塑造大脑信号模式。

在科学家发现的这些新蛋白质中，有两种功能尚不明确，它们的基因序列也没有提供任何线索。研究人员把这两种蛋白称为抑制性突触1（Insyn1）和抑制性突触2（Insyn2）,它们与一种重要的抑制性突触的突触后蛋白——桥蛋白（gephyrin）存在共定位与结合。研究人员利用CRISPR技术降低内源性Insyn1的水平，发现突触后抑制位点减少，微小抑制性电流的频率降低，并增强海马脑区的兴奋性，这表明该蛋白对于抑制性突触的正常功能至关重要。

最令研究人员兴奋的是，之前的遗传学研究表明，他们发现的一些蛋白质与遗传性癫痫有关，不过蛋白的具体功能仍不明确。

科学家认为，找到这些抑制性突触上的蛋白质给他们带来了重要的启示。他们认为这些基因的突变可能损伤了神经元抑制活性的能力。研究小组计划下一步探索抑制性突触在长期记忆形成中的作用，因为这一过程与突触随着时间推移改变连接强度相关。而人们对于抑制性连接调控记忆的过程理解远没有兴奋性突触多。