阿基里斯虫（Aplysia）囊状细胞神经元中激动剂诱导的胆碱能电流抑制需要离子型乙酰胆碱受体的转运

《The Journal of Physiology》：Agonist-induced depression of cholinergic current in Aplysia bag cell neurons requires ionotropic acetylcholine receptor trafficking

本研究发现海蛞蝓腹足神经细胞的离子型乙酰胆碱受体在受刺激后发生长时程抑制，持续约6小时，24小时完全恢复。该抑制不依赖通道开放或代谢型受体，但与蛋白酶体活性和蛋白质合成相关，表明受体再定位是抑制和恢复的关键机制，可能调控神经内分泌活动。

　　

摘要

胆碱能输入可以启动或调节与执行性注意力、学习和神经内分泌控制相关的长时间神经元活动。在雌雄同体的海蜗牛Aplysia中，神经内分泌囊状细胞神经元上的离子型乙酰胆碱受体会引发约30分钟的后期放电，从而导致产卵激素的分泌和繁殖行为。后期放电之后会进入一个约18小时的不应期，在此期间乙酰胆碱无法再次引发神经元放电。在这里，我们报告了培养的囊状细胞神经元中乙酰胆碱受体类似的长期抑制现象。在全细胞电压钳实验中，1 mM乙酰胆碱在2秒内释放后所诱发的电流表现出持续下降的趋势：在第一次释放后6小时电流部分恢复，24小时时完全恢复。在3分钟、10分钟、30分钟、60分钟或90分钟的间隔内连续释放乙酰胆碱，第二次释放时仍能保留约三分之二的初始电流。使用胆碱能激动剂三甲基铵（tretramethylammonium）也能观察到类似的电流下降现象，但需要使用10 mM的浓度。这种电流下降与离子通道的开放状态无关，因为乙酰胆碱受体孔阻断剂六甲铵（hexamethonium）并未改变这一过程。蛋白激酶A抑制剂KT5720和毒蕈碱受体拮抗剂苯基三甲铵（phenyltrimethylammonium）对电流下降也没有影响。然而，蛋白酶体抑制剂乳酰半胱氨酸（lactacystin）可以抑制电流下降；而使用brefeldin A破坏跨-高尔基体网络或使用anisomcyin抑制蛋白质合成则会阻止电流在24小时后的恢复，这表明受体在电流下降和恢复过程中起着关键作用。通过使用荧光染料ImI-ATTO Fluor-590标记神经元并进行共聚焦显微镜观察，证实了乙酰胆碱作用后受体膜密度的降低。因此，受体从膜上的回收过程是导致电流下降的原因，类似于不应期的机制，这可能调控着繁殖行为的时机。

关键点

• 神经内分泌细胞的激素分泌通常需要长时间的动作电位爆发；例如，Aplysia海蜗牛的囊状细胞神经元通过长时间的后期放电来释放产卵激素，从而引发繁殖行为。
• 囊状细胞神经元的后期放电是由胆碱能突触输入到离子型乙酰胆碱受体上引发的，但在后期放电之后，这些神经元会在数小时内对乙酰胆碱失去反应。
• 我们现在证明，在初次接触乙酰胆碱后，部分离子型受体会被内吞并变得不可用，这一过程不受代谢型乙酰胆碱受体的影响。
• 这种胆碱能受体的长期抑制也会持续数小时，可能有助于防止正在进行的神经元放电活动受到干扰以及激素分泌量的改变。
• 因此，膜上离子型受体数量的变化可能会影响神经内分泌细胞的活性时机。

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