甘氨酸受体与释放位点纳米结构对突触电流动力学的调控机制

来自国际团队的研究人员通过蒙特卡洛模拟（MCell/Blender）揭示了甘氨酸能突触（glycinergic synapses）中受体-释放位点纳米结构对电流动力学的调控规律。研究发现外周分布的受体（peripheral receptors）会导致电流快速衰减，而跨突触纳米柱（trans-synaptic nano-columns）结构和高密度受体能延缓衰减速率，为理解脑干/脊髓抑制性突触（inhibitory synapses）如何整合兴奋/抑制输入提供了结构-功能新见解。

　　

这项研究像一台分子级的高速摄影机，捕捉到甘氨酸能突触（glycinergic synapses）——这个掌管呼吸和运动节律的"神经刹车系统"——内部纳米结构的精妙运作。科学家们用蒙特卡洛模拟（MCell/Blender）技术构建了三种突触模型：简单型、外周受体型以及酷似"分子对讲机"的跨突触纳米柱（trans-synaptic nano-columns）结构。

结果发现，当甘氨酸受体（GlyR）像卫星般散布在突触边缘时，产生的抑制性电流（IPSCs）会像昙花一现般快速衰减。而要维持持久的刹车效果，需要满足两个条件：一是受体密度要高到形成"分子集市"，二是突触前释放位点必须精准对准受体簇中心，形成纳米级的"锁钥配对"。这种跨突触纳米柱结构就像神经元的精密电路，能调节电流衰减速率（decay rate），从而影响下游神经元整合兴奋/抑制信号的"决策过程"。该发现为理解脑干和脊髓中抑制性突触的"结构密码"提供了新视角。