一項(xiàng)發(fā)表在《Nature（自然）》期刊上的最新研究，首次通過(guò)冷凍電鏡（cryo-electron microscopy）技術(shù)揭示了大腦小腦區(qū)域中關(guān)鍵突觸受體的精細(xì)結(jié)構(gòu)與空間構(gòu)型。這項(xiàng)由美國(guó)俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)（OHSU）主導(dǎo)的研究，標(biāo)志著神經(jīng)科學(xué)在理解腦部運(yùn)動(dòng)、平衡及認(rèn)知功能的分子基礎(chǔ)方面取得了重要突破。

小腦位于腦干后方，在調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)、維持身體平衡和認(rèn)知功能中發(fā)揮關(guān)鍵作用。此次研究聚焦于突觸間用于傳遞神經(jīng)信號(hào)的谷氨酸受體（glutamate receptor），這是大腦中最主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，該類(lèi)受體在小腦突觸結(jié)構(gòu)中與特定蛋白質(zhì)高度有序地聚集，從而確保神經(jīng)信號(hào)能夠被精確地接收和傳導(dǎo)。

“突觸在大腦所有功能中都至關(guān)重要，但在分子層面上，突觸是如何組裝成一個(gè)功能性結(jié)構(gòu)的，我們了解還非常有限?！毖芯抠Y深作者、OHSU Vollum研究所的高級(jí)科學(xué)家Eric Gouaux博士表示，“這些受體必須精確定位，才能正確接收來(lái)自相鄰神經(jīng)元釋放的神經(jīng)遞質(zhì)?！?/p>

研究團(tuán)隊(duì)利用OHSU位于南濱校區(qū)地下實(shí)驗(yàn)室的國(guó)家級(jí)冷凍電鏡中心進(jìn)行研究，該中心自2018年被指定為全美三大冷凍電鏡研究平臺(tái)之一。在小鼠模型中，科學(xué)家對(duì)特定類(lèi)型的谷氨酸受體進(jìn)行了近原子尺度的成像分析。

“我們已經(jīng)知道，小腦若因外傷或遺傳突變而受損，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的平衡障礙、運(yùn)動(dòng)障礙，甚至認(rèn)知功能受損?！監(jiān)HSU醫(yī)學(xué)院耳鼻喉科教授、研究合作者Laurence Trussell博士指出，“此次研究中被揭示的谷氨酸受體，在小腦功能中似乎起著非常關(guān)鍵的作用。未來(lái)若能開(kāi)發(fā)靶向這一受體的藥物，可能對(duì)改善這類(lèi)功能障礙具有重要意義?！?/p>

Gouaux博士補(bǔ)充道：“我們長(zhǎng)期關(guān)注突觸結(jié)構(gòu)工程和分子機(jī)制的研究，最終目標(biāo)是為修復(fù)受損突觸提供策略。這項(xiàng)工作開(kāi)啟了一個(gè)非常令人振奮的新方向，具備明確的治療潛力。”

本項(xiàng)研究的第一作者為OHSU Gouaux實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員方承禮（Chengli Fang），他幾乎完成了所有實(shí)驗(yàn)工作。參與研究的還有OHSU和霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所（Howard Hughes Medical Institute）的Natalie Sheldon，以及OHSU的Cathy J. Spangler博士和Jumi Park博士。

參考文獻(xiàn)：Gating and noelin clustering of native Ca2+-permeable AMPA receptors,?Nature?(2025).?DOI: 10.1038/s41586-025-09289-0

編輯：王洪

排版：李麗