上海中科院神经所9月再发高水平文章

　　

生物通报道：

在9月1号的Nature Neuroscience上发表了一篇来自上海中科院神经所的高水平文章。这是神经所今年继一篇Science、一篇Nature、两篇Cell后又一发表在高水平刊物上的文章。Nature Neuroscience2004年的影响因子将近17。

文章的题目是《G蛋白偶联受体的激活通过Gβγ和PKC调节嗜铬细胞中的量子大小》（Activation of GPCRs modulates quantal size in chromaffin cells through Gβγ and PKC）。

肾上腺嗜铬细胞是一种神经内分泌细胞，和神经细胞一样，它存在钙离子导致的神经递质分泌途径。

神经细胞之间是如何传递神经冲动一直神经学研究的一个热门课题。神经冲动不断的传递抵达靶细胞才使我们有了感觉，可以运动。而传播发生的重要地点就是在突触（synapse），它是由一个神经细胞的轴突和另一个神经细胞的胞体或突起部分形成的。

当神经冲动传来时，会使钙离子浓度发生变化从而使突触前也就是一个神经细胞的轴突中的囊泡与神经细胞的质膜相结合，释放出神经递质（neurotransmitter）。神经递质的释放量以量子为单位，释放出的神经递质引起突触后膜上受体蛋白的作用，使突触后的神经细胞产生一个动作电位，神经冲动因此而传递下去。这个经典的突触传递过程可以总结为一个电－化学－电的过程。

由G蛋白调节的钙离子浓度改变的机制已经研究得相当清楚了，有研究表明G蛋白同时对囊泡的释放也起到调节作用，但是这方面的研究仍是十分有限的。囊泡与质膜结合然后释放神经递质有两种模式：一种是完全结合，完全的释放；一种是短暂（kiss-and-run）结合，形成融合孔的时间是严格控制的。这两种模式之间是如何转换却不清楚。 

周专课题组的研究人员针对以上问题进行了深入研究。研究结果表明在大鼠肾上腺嗜铬细胞中钙离子浓度升高所导致的ATP型受体的激活减少了下游神经递质的释放。这种释放的减少是由一种百日咳毒素敏感的G蛋白βγ亚基所造成的。此外，平行激活的另一个毒蕈碱型乙酰胆碱受体（muscarinic acetylcholine receptor）可以去除对ATP对神经递质释放的抑制作用。这种逆行调节是通过一个蛋白激酶C激活通道完成的。这种ATP的抑制作用和蛋白激酶C的可逆作用机理也同样适用于阿片类物质（opioid）和生长激素抑制素（somatostatin）。因此G蛋白通路在钙离子激活的神经递质释放的特殊步骤——分泌孔道的形成中起到调节作用。

生物通记者 谢菲

感谢周专教授对文章提出宝贵的修改意见！

文章通讯作者介绍：

周专，1957年3月生于安徽合肥。1984年毕业于上海同济大学电子仪器专业，1990年获武汉华中理工大学生物医学工程专业博士学位。1990-1993年在德国马普生物物理化学研究所Erwin Neher实验室从事博士后研究，1993-1995年任美国华盛顿大学生理和医学系讲师，1995-1997年任美国Loyola大学生理系研究助理教授。研究课题主要为细胞内钙离子平衡和细胞分泌。1995年发明了新型微碳纤电极(ProCFE)，使细胞分泌研究有了灵敏的探针，已被150余个国际实验室采用。

 

周专教授

1996年获中科院“****”；1999年获得中国科技大学东方Eastern Telecom Award通讯奖；2002年获中科院优秀研究生导师奖。曾以通讯作者在PNAS、Journal of Neuroscience 、Neuron、Nature Neuroscience上发表论文多篇。于今年年初成为北京大学分子医学研究所高级研究员。

原文摘要：

Nature Neuroscience 8, 1160-1168 (01 Sep 2005) Article

Activation of GPCRs modulates quantal size in chromaffin cells through Gβγ and PKC

Xiao-Ke Chen, Lie-Cheng Wang, Yang Zhou, Qian Cai, Murali Prakriya, Kai-Lai Duan, Zu-Hang Sheng, Christopher Lingle, Zhuan Zhou

Abstract: Exocytosis proceeds by either full fusion or 'kiss-and-run' between vesicle and plasma membrane. Switching between these two modes permits the cell to regulate the kinetics and amount of secretion. Here we show that ATP receptor activation reduces secretion downstream from cytosolic Ca²⁺ elevation in rat adrenal chromaffin cells. This reduction is mediated by activation of a pertussis toxin-sensitive Gi/o protein, leading to activation of Gβγ subunits, which promote the 'kiss-and-run' mode by reducing the total open time of the fusion pore during a vesicle fusion event. Furthermore, parallel activation of the muscarinic acetylcholine receptor removes the inhibitory effects of ATP on secretion. This is mediated by a Gq pathway through protein kinase C activation. The inhibitory effects of ATP and its reversal by protein kinase C activation are also shared by opioids and somatostatin. Thus, a variety of G protein pathways exist to modulate Ca²⁺-evoked secretion at specific steps in fusion pore formation.