光感受器突触中线粒体-带-囊泡复合物的架构差异与功能意义

《Nature Communications》：A synaptic mitochondrion–ribbon–vesicle complex organizes photoreceptor neurotransmission

　　

摘要

光感受器突触依赖于线粒体、突触带和囊泡，但这些元素如何整合成功能单元仍不清楚。在此，我们利用聚焦离子束 - 扫描电子显微镜（FIB-SEM）和电生理学方法表明，它们在视杆细胞和视锥细胞中形成了具有根本不同架构的突触线粒体 - 带 - 囊泡复合物（sMRVcs）。视杆球状突表现出单个巨型线粒体与一个突触带的严格 1:1 配对，在黑暗中维持谷氨酸的持续释放，而视锥足部则包含多个分布的 sMRVcs。破坏线粒体锚定蛋白突触嗜磷蛋白（syntaphilin）会使视杆细胞中的这一比例变为 2:1，额外的线粒体被募集到突触带附近，并增强了突触传递。在视网膜变性模型中，sMRVc 在功能衰退前逐步解聚，出现线粒体碎片化、突触带脱落和囊泡分散。我们还鉴定出选择性靶向水平细胞的非突触带释放位点。这些发现确立了 sMRVc 作为一种保守的结构 - 代谢模块的地位，其亚型特异性组织反映了不同的视觉需求，且其完整性对于突触健康至关重要。