综述：突触发生原理：来自秀丽隐杆线虫的启示

这篇综述系统梳理了以秀丽隐杆线虫（C. elegans）为模型研究突触发生（synaptogenesis）的突破性进展，重点探讨了转录调控网络、细胞黏附分子（CAMs）、突触前组装机制及活动依赖性神经环路重塑等核心议题，揭示了保守的突触形成分子逻辑与神经发育疾病（如自闭症）的潜在关联。

　　

引言

突触作为神经元与靶细胞间的特化连接结构，其精密组装与动态调控是神经环路功能的基础。借助秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）全连接组图谱（302神经元单突触分辨率）与基因编辑优势，研究者揭示了突触发生的保守机制：电子显微镜显示突触活性区（AZ）的细胞骨架基质与突触小泡簇的复杂空间组织，而体内实时成像技术则捕捉到突触在发育中的动态重构过程。

转录通路调控突触组装与重塑

神经元特异性转录因子（如terminal selector TFs）通过调控效应基因（如神经递质合成酶）决定突触特性。研究发现，保守的ETS家族转录因子AST-1驱动多巴胺能神经元突触蛋白表达，而锌指蛋白SEB-3通过抑制胆碱能突触标志物实现递质表型切换。单细胞转录组分析进一步揭示，同一神经元类型中突触蛋白表达存在异质性，提示微调机制的存在。

细胞黏附分子在突触形成中的作用

免疫球蛋白超家族（IgSF）、神经连接蛋白（neurexin-neuroligin）等黏附分子家族通过跨细胞信号协调突触特异性。例如，C. elegans的Syd-2（哺乳动物Liprin-α同源物）与KPC-1（Furin蛋白酶）协同调控突触前膜蛋白的局部富集，而突触后NLG-1的异常剪切与人类自闭症相关突变体表型高度相似。

突触前组装的分子机制

活体成像显示，多巴胺能神经元PDE的突触沿轴突“途中”（en passant）形成时，ELKS-1、SYD-2等支架蛋白早于突触小泡蛋白聚集。CRISPR标记技术证实，RAB-3囊泡与AZ蛋白存在动态互作，且突触成熟需要微管骨架重构。值得注意的是，突触蛋白的相分离现象可能驱动其亚细胞定位，如SYD-2液滴状聚集促进AZ组装。

活动依赖性与发育性突触重塑

核心神经环路中72%突触具有遗传固定性，但约16%的突触存在个体间变异，尤其见于调节性神经元。光遗传学实验表明，多巴胺能神经元活动通过Wnt信号通路（如LIN-44）诱导突触后受体（LIN-17/Frizzled）的局部聚集，而机械刺激可触发谷氨酸能突触的即时增强（^Ca
2+
依赖性）。

未来展望

亟待解决的核心问题包括：泛神经元表达基因如何实现突触特异性调控？环境信号如何通过表观遗传修饰（如组蛋白去乙酰化酶HDA-1）重塑突触？C. elegans的快速遗传筛选与高通量行为分析平台，将继续为解析神经发育障碍（如SFARI资助的自闭症研究）提供独特视角。