追踪受体蛋白可以揭示记忆和学习的分子基础

我们神经系统中的神经元通过发送和接收叫做神经递质的化学信息来相互“交谈”。这种交流是由一种叫做受体的细胞膜蛋白质促进的，受体接收神经递质并在细胞间传递。在最近发表于自然通讯近日，来自日本的科学家报告了他们对感受器动态的发现，这可以帮助人们理解记忆形成和学习的过程。

神经元受体运动和定位的调节对于突触塑性是重要的，中枢神经系统中的一个重要过程。一种特定类型的谷氨酸受体，称为AMPA型谷氨酸受体（AMPAR），经历恒定的“贩运”循环，被循环进出神经元膜。“这项”贩运“过程的精确监管与神经电路的学习，记忆形成和发展相关联，”日本名古屋大学的Shigeki Kiyonaka教授说，他领导了上述研究。

虽然分析贩运AMPAR的方法是可以提供的，但每个都有其局限性。生物化学方法包括“标记”具有生物素（B维生素）的受体蛋白。然而，这需要在标记后纯化蛋白质，妨碍定量分析。涉及用荧光蛋白标记的“融合”受体蛋白的另一种方法可能会干扰贩运过程本身。“在大多数情况下，这些方法在很大程度上依赖于目标亚基的过表达。然而，单个受体亚基的过表达可能会干扰本地化和/或贩运本地受体神经元清中教授解释道。

为此，来自名古屋大学，京都大学和Keio大学的研究人员开发了一种ampar-选择性试剂（一种引起反应的化学试剂），使它们允许它们以两步的方式用培养的神经元中的化学探针标记Ampars，并结合亲和力基于生物相容性反应的标记。Kiyonaka教授预期的新方法被证明是优于传统的方法：它允许科学家分析贩运的受体贩运，以及更长的时间（超过120小时），并且在标签后不需要额外的净化步骤。

研究小组的分析显示，ampar在突触的浓度是树突的3倍，神经元的半衰期为33小时。此外，科学家使用这种技术来标记和分析nmda型谷氨酸的运输受体(NMDARs)，并在神经元中获得22小时的半衰期。有趣的是，这两个半衰期值都显著长于HEK293T(一种肾细胞系)。研究人员将此归因于谷氨酸受体的形成蛋白质复合物和 - 在AMPars的情况下 - 磷酸化水平的差异。

研究小组对他们发现的潜在意义感到兴奋。“我们的方法有助于我们理解谷氨酸受体的生理和病理生理作用贩运在神经元。这反过来，这可以帮助我们了解内存形成的分子机制和学习过程，“凯义加教授说。

该研究提供了更近的外观 - 并使我们更接近解密的步骤 - 在分子水平处的存储器和学习过程。

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