NMDA受体依赖的钙瞬变与囊泡胞吐介导的树突丝足-棘突活性转化机制

来自海马神经元培养体系的研究人员通过慢性活动阻断实验发现，神经活动缺失会导致树突棘减少而丝足增多。该团队采用化学长时程增强(LTP)诱导手段，首次揭示树突丝足通过NMDA受体(NMDAR)依赖的钙内流触发囊泡相关膜蛋白(VAMP)介导的胞吐作用，动态转化为功能棘突的分子机制，为突触发生(synaptogenesis)研究提供了新视角。

　　

在早期发育的海马神经元中，河豚毒素(TTX)的慢性阻断会显著抑制树突棘形成，同时增加富含GluA1-AMPA受体和GluN2B-NMDA受体的树突丝足密度。有趣的是，这些丝足虽具备突触后特征却缺乏对应的突触前结构。当施加甘氨酸诱导化学长时程增强(LTP)时，可观察到丝足密度骤降而棘突显著增加，活细胞成像捕捉到丝足-轴突接触点动态演变为成熟突触的全过程。

通过GCaMP6f钙成像技术，研究发现该转化过程伴随着丝足内强烈的钙瞬变(calcium transients)。使用AP5阻断NMDAR或破伤风毒素切割VAMP家族SNARE蛋白后，丝足-棘突转化被强烈抑制。结合电镜观察到丝足附近存在循环内体(recycling endosomes)，表明NMDAR依赖的钙内流可能通过触发VAMP介导的循环内体胞吐，最终驱动丝足向功能性棘突的形态转化。这一发现为理解活动依赖性突触形成提供了新的分子框架。

关键发现包括：

• 神经活动剥夺会促使树突突起向丝足表型偏移

• 携带NMDAR的树突丝足可作为突触后前体结构

• 丝足内NMDAR-Ca²⁺信号是形态转化的核心驱动力

• VAMP介导的膜融合事件将钙信号转化为结构重塑