新研究揭示了大脑突触的潜在复杂性

发表在《细胞》杂志上的一项新研究正在重塑我们对大脑基本构建模块(突触中存在的蛋白质)的理解。这项名为“跨大脑区域和细胞类型的突触多样性的蛋白质组景观”的研究深入研究了突触的复杂世界，突触是神经元之间的重要连接。

突触是神经元之间的连接，使神经元能够相互通信。在包括神经元在内的所有细胞中，蛋白质分子是执行细胞工作的主要参与者。突触由数千种蛋白质组成，每种蛋白质在大脑功能中都发挥着独特的作用。

大脑突触具有多种功能——从驱动大脑节律的起搏器样活动到脉动特性——它们释放不同的化学物质、“神经递质”和调节剂。细胞或细胞区室中表达的所有蛋白质都称为其“蛋白质组”。在本研究中，研究人员回答了一个基本问题：定义许多不同类型的大脑突触的特定蛋白质组是什么?

科学家们早就知道突触有不同类型，但导致其多样性的特定蛋白质组合仍然是个谜。了解驱动不同突触功能的不同蛋白质组合对于破译大脑功能以及疾病期间出现的问题至关重要。

为了回答哪些特定蛋白质组定义不同类型突触的问题，舒曼团队首先从不同大脑区域的不同类型神经元中分离出突触。他们使用基因工程小鼠，其中感兴趣的突触被荧光标记，从而可以分离和纯化它们。van Oostrum 等人使用定量质谱法(一种可以识别和量化单个蛋白质水平的方法)。分析了五个不同大脑区域的 18 种不同突触类型。

最终，舒曼团队鉴定了 1,800 多种独特的突触类型丰富的蛋白质，揭示了突触连接背后分子的惊人多样性。“这代表了我们对突触多样性理解的重大飞跃，”范·奥斯特鲁姆说。“通过揭示突触复杂的分子结构，我们不仅扩大了对大脑功能的了解，而且还为研究神经系统疾病和潜在的治疗干预措施开辟了新途径。”