Munc13蛋白調(diào)控萼狀突觸的突觸傳遞和可塑性的作用機(jī)制研究.pdf

1、Munc13蛋白家族是一類(lèi)在突觸前活性區(qū)特異性表達(dá)的多結(jié)構(gòu)域蛋白。在中央神經(jīng)系統(tǒng)中（CNS）, Munc13蛋白家族主要包括 Munc13-1, Munc13-2(ubMunc13-2, bMunc13-2)和Munc13-3。這類(lèi)蛋白的主要功能是使得含有神經(jīng)遞質(zhì)的小囊泡可以被釋放。完全缺失Munc13蛋白的突觸由于突觸囊泡不具有釋放的能力進(jìn)而喪失了突觸傳遞的功能。這類(lèi)蛋白的另外一個(gè)重要的功能是調(diào)節(jié)突觸傳遞的可塑性，不同的Munc13蛋

2、白可以介導(dǎo)不同的突觸可塑性。目前研究表明，基因敲除Munc13-2和Munc13-3并不影響單個(gè)刺激下神經(jīng)元中囊泡的釋放，這說(shuō)明在這個(gè)功能上這兩種Munc13蛋白是冗余的。不過(guò)在某些神經(jīng)元突觸中，Munc13-2或 Munc13-3的缺失會(huì)改變?cè)诜磸?fù)刺激中囊泡的釋放即突觸可塑性，而在另外一些神經(jīng)元突觸中，它們的缺失并不改變突觸可塑性。為了理解為何同種Munc13蛋白會(huì)在不同神經(jīng)元中存在功能上的差異，對(duì)萼狀突觸（calyx of Held

3、 synapse）中Munc13蛋白家族的功能進(jìn)行研究。首先，我們發(fā)現(xiàn)在萼狀突觸中有三種不同的Munc13蛋白表達(dá)，分別是Munc13-1，ubMunc13-2和Munc13-3。通過(guò)對(duì)敲除Munc13基因的小鼠中萼狀突觸的詳盡電生理分析，我們發(fā)現(xiàn)Munc13-2和Munc13-3并不影響萼狀突觸的突觸傳遞，但是在同時(shí)敲除Munc13-2和Munc13-3基因的突觸中，跟只單單敲除Munc13-2或Munc13-3，或是正常的突觸相比，

4、囊泡釋放速度變快，突觸延遲變短，可釋放囊泡庫(kù)中囊泡數(shù)量變少，快速釋放囊泡數(shù)量不變，慢速釋放囊泡數(shù)量減少30％，并且在可釋放囊泡庫(kù)耗盡后囊泡的鈣依賴(lài)性恢復(fù)速率變快。通過(guò)立體定位注射帶有Munc13-1N末端（1-451）的腺病毒到剛出生的Munc13-2-3DKO小鼠蝸腹側(cè)核區(qū)的方法在萼狀突觸中過(guò)量表達(dá) Munc13-1N末端后，我們發(fā)現(xiàn)萼狀突觸的突觸傳遞被極大的削弱，這種削弱是由于囊泡庫(kù)中可釋放囊泡的數(shù)目減少引起的，這表明萼狀突觸也是

5、Munc13-1依賴(lài)的并且Munc13-1是主要的priming蛋白。通過(guò)對(duì)Munc13-EYFP/EGFP做定量免疫組織化學(xué)方法分析，和合作者發(fā)現(xiàn)Munc13-1是萼狀突觸中表達(dá)量最高的Munc13蛋白，并且Munc13-1蛋白更多的定位于活性區(qū)中或緊鄰活性區(qū)。
　　綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出這樣的結(jié)論：
　　（1）萼狀突觸中有三種Munc13蛋白表達(dá)，分別是Munc13-1，ubMunc13-2和Munc13-3。

6、　?。?）在正常的萼狀突觸中，Munc13-1是起作用的主要的priming蛋白，而Munc13-2和Munc13-3蛋白在介導(dǎo)基本突觸傳遞上是冗余的。
　　（3）在正常的萼狀突觸中，Munc13-1和Munc13-2，Munc13-3之間會(huì)競(jìng)爭(zhēng)性的介導(dǎo)囊泡的priming。在同時(shí)敲除Munc13-2和Munc13-3的突觸中，Munc13-1介導(dǎo)的囊泡釋放更快，延遲更短，這估計(jì)是由于Munc13-1介導(dǎo)的囊泡離電壓依賴(lài)性鈣通道更