Shank3寡聚化调控突触后致密物凝聚态材料特性与突触可塑性的机制研究

来自Cell期刊的最新研究发现，研究人员通过研究神经元突触中突触后致密物(PSD)的相分离机制，揭示了Shank3蛋白寡聚化通过调控PSD蛋白网络渗透性决定其软玻璃态材料特性的分子机制。该研究不仅阐明了PSD凝聚态物质特性对突触可塑性的关键作用，更为自闭症谱系障碍(Phelan-McDermid综合征)的病理机制提供了新见解。

　　

神经元突触中的突触后致密物(PSD)是一种特殊的生物凝聚态结构，其呈现出类似软玻璃的材料特性。这种特性源于PSD蛋白间形成的高度渗透性相互作用网络，其中支架蛋白Shank3通过其SAM结构域介导的寡聚化过程起着关键调控作用。

研究团队成功重构了PSD凝聚态体系，发现其具有典型的软玻璃态特征，但未检测到不可逆的淀粉样纤维结构。这种材料特性的形成依赖于PSD蛋白网络通过特异性多价相互作用实现的渗透现象。当破坏Shank3的寡聚化能力时，PSD网络渗透性减弱，导致凝聚态"软化"，进而损害突触传递可塑性，在小鼠中诱发类似自闭症的行为表型。

值得注意的是，这种Shank3 SAM结构域的突变正是Phelan-McDermid综合征患者的典型遗传变异。该研究首次将生物凝聚态的材料特性与神经系统功能直接关联，为理解突触可塑性的物理基础开辟了新视角，同时也为相关神经发育障碍的机制研究提供了重要线索。