吻缩跑机制揭示海马突触囊泡胞吐与超快循环的统一通路

《SCIENCE》：“Kiss-shrink-run” unifies mechanisms for synaptic vesicle exocytosis and hyperfast recycling

神经元信号传递依赖突触囊泡释放，但其纳米尺度动态机制尚不明确。来自国内的研究团队通过光遗传学耦合毫秒分辨率冷冻电镜断层扫描技术，首次捕捉到海马突触中突触囊泡经历"吻缩跑"（kiss-shrink-run）的动态过程：囊泡先与突触前膜短暂"接吻"形成4纳米融合孔，随后快速收缩至原体积一半并脱离膜进行循环。该研究统一了"吻而逃"与"完全坍塌"两种争议模型，为突触传递的高效性提供了新机制解释。

　　

当我们的大脑神经元进行信息传递时，突触囊泡（SV）会像精准的邮差一样释放神经递质。但这个过程快如闪电——囊泡与细胞膜接触后究竟是一触即走还是完全融合？这项研究通过搭建光遗传学刺激联合毫秒级时间分辨冷冻电镜（cryo-ET）的"高速摄像系统"，成功捕捉到了海马突触中囊泡运动的完整电影。

研究发现，在动作电位触发后4毫秒内，直径约41纳米的大囊泡会先与突触前膜进行"接吻式"短暂接触（kiss），形成由SNARE蛋白复合体锚定的约4纳米脂质融合孔。令人惊讶的是，这些囊泡并未立即坍塌，而是迅速"收缩"（shrink）至29纳米左右，表面积减少近半。70毫秒后，大部分收缩的囊泡会关闭融合孔并脱离膜表面"逃跑"（run），少数则完全融入细胞膜。100毫秒后，扩张的突触前膜通过超快内吞进行回收。

这种"吻-缩-跑"（kiss-shrink-run）的通路巧妙调和了长期对立的两种理论：既包含瞬时性融合的特征，又解释了膜物质快速回收的可行性。该机制不仅揭示了神经元高效传递信号的秘密，其建立的时间分辨冷冻电镜方法更为研究细胞内的膜动态过程提供了全新工具。