Munc13蛋白調控萼狀突觸的突觸傳遞和可塑性的作用機制研究.pdf

1、Munc13蛋白家族是一類在突觸前活性區(qū)特異性表達的多結構域蛋白。在中央神經系統(tǒng)中（CNS）, Munc13蛋白家族主要包括 Munc13-1, Munc13-2(ubMunc13-2, bMunc13-2)和Munc13-3。這類蛋白的主要功能是使得含有神經遞質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而喪失了突觸傳遞的功能。這類蛋白的另外一個重要的功能是調節(jié)突觸傳遞的可塑性，不同的Munc13蛋

2、白可以介導不同的突觸可塑性。目前研究表明，基因敲除Munc13-2和Munc13-3并不影響單個刺激下神經元中囊泡的釋放，這說明在這個功能上這兩種Munc13蛋白是冗余的。不過在某些神經元突觸中，Munc13-2或 Munc13-3的缺失會改變在反復刺激中囊泡的釋放即突觸可塑性，而在另外一些神經元突觸中，它們的缺失并不改變突觸可塑性。為了理解為何同種Munc13蛋白會在不同神經元中存在功能上的差異，對萼狀突觸（calyx of Held

3、 synapse）中Munc13蛋白家族的功能進行研究。首先，我們發(fā)現在萼狀突觸中有三種不同的Munc13蛋白表達，分別是Munc13-1，ubMunc13-2和Munc13-3。通過對敲除Munc13基因的小鼠中萼狀突觸的詳盡電生理分析，我們發(fā)現Munc13-2和Munc13-3并不影響萼狀突觸的突觸傳遞，但是在同時敲除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，可釋放囊泡庫中囊泡數量變少，快速釋放囊泡數量不變，慢速釋放囊泡數量減少30％，并且在可釋放囊泡庫耗盡后囊泡的鈣依賴性恢復速率變快。通過立體定位注射帶有Munc13-1N末端（1-451）的腺病毒到剛出生的Munc13-2-3DKO小鼠蝸腹側核區(qū)的方法在萼狀突觸中過量表達 Munc13-1N末端后，我們發(fā)現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中可釋放囊泡的數目減少引起的，這表明萼狀突觸也是

5、Munc13-1依賴的并且Munc13-1是主要的priming蛋白。通過對Munc13-EYFP/EGFP做定量免疫組織化學方法分析，和合作者發(fā)現Munc13-1是萼狀突觸中表達量最高的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)。
　　綜合以上實驗結果可以得出這樣的結論：
　　（1）萼狀突觸中有三種Munc13蛋白表達，分別是Munc13-1，ubMunc13-2和Munc13-3。

6、　　（2）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之間會競爭性的介導囊泡的priming。在同時敲除Munc13-2和Munc13-3的突觸中，Munc13-1介導的囊泡釋放更快，延遲更短，這估計是由于Munc13-1介導的囊泡離電壓依賴性鈣通道更