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中国科学技术大学最新Science论文:揭开神经信号传递中的“亲吻-收缩-逃逸”机制
生物世界· 2025-10-17 18:00
研究突破概述 - 中国科学技术大学/中国科学院深圳先进技术研究院联合团队在Science发表研究 统一了争议半个世纪的突触囊泡释放模型[4] - 研究提出全新"亲吻-收缩-逃逸/融合"理论模型 破解了神经信号传递中突触囊泡释放与快速回收的生物物理过程[4][8] - 该成果为理解神经信号传递、神经可塑性及相关脑疾病机理提供全新视角[4][10] 技术方法创新 - 团队自主研发毫秒级时间分辨原位冷冻电镜成像技术 实现对突触囊泡释放动态过程的精准解析[4][5] - 将光遗传学刺激与投入式冷冻技术耦合 在不同时间间隔(4-300毫秒)对细胞进行快速冷冻固定[5] - 利用三维重构软件IsoNet清晰分辨不同形态突触囊泡 首次观测到直径约29纳米的小囊泡(正常囊泡直径42纳米)[5] - 基于cryo-ET子断层三维平均技术获取上千套高分辨率神经突触三维重构数据 清晰分辨囊泡与细胞膜的半融合结构[6][8] 核心发现与模型 - 囊泡在动作电位触发后4毫秒内与突触前膜融合形成约4纳米的融合孔(亲吻阶段)[8] - 随后收缩成表面积为原来一半的小囊泡(收缩阶段)[8][10] - 大部分小囊泡在70毫秒内以"逃逸"方式回收 少部分与突触前膜"全融合"[8] - 研究更新传统认知 揭示关键的中间收缩阶段 统一了全融合和亲吻-逃逸两种对立模型[10] 相关研究进展 - 同一团队2025年7月在Cell发表论文 首创超高速小鼠全身亚细胞分辨率三维成像技术blockface-VISoR[12] - 该技术实现对全身神经系统的高分辨率三维重建 绘制了精细外周神经图谱[12] - Nature在官网头条报道此项研究 称赞其展示了令人惊叹的高分辨率小鼠全身神经图像[15]