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科研进展

   周专课题组揭示囊泡量子化分泌的分子机制

日前,北京大学分子医学研究所、北大-清华生命科学联合中心、生物膜国家重点实验室、麦戈文(北大)脑科学研究所周专实验室发表论文Dynamin 1 Restrains Vesicular Release to a Subquantal Mode In Mammalian Adrenal Chromaffin Cells 研究发现在哺乳动物的神经内分泌细胞中,Dynamin 1使囊泡以“sub-quantal”亚量子化模式进行分泌,这将对经典的囊泡量子化分泌理论提出质疑。相关研究工作于20191月发表在“The Journal of Neuroscience”杂志。(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30381405

囊泡分泌在神经细胞信号传导以及内分泌细胞的递质分泌过程中起着重要的作用。Bernard Katz等人提出囊泡的分泌模式为“all-or-none”的量子化分泌形式。课题组通过使用dyn1全身性敲除小鼠,结合电生理、电化学、TIRF实时成像、共聚焦荧光显微镜以及电镜等多种研究手段,实验结果发现:(1dyn1-KO显著地增大单个囊泡分泌儿茶酚胺(QS)的能力; (2dyn1-KO增大QS可以被dyn1过表达rescue,却不能被功能缺失性突变dyn1-K44A以及dyn2 rescue(3)全内反射荧光显微镜(TIRF)发现,与WT嗜铬细胞相比,dyn1-KO后囊泡更偏向于发生full fusion的全部释放分泌类型;(4)进一步使用葡聚糖dextran来直接测量囊泡融合小孔发现dyn1-KO后增大了融合孔的直径。综上,课题组首次使用dyn1特异敲除的小鼠,证明在生理条件下,嗜铬细胞中钙离子诱导的致密囊泡分泌都不是量子化(all-or-none),而是亚量子化(sub-quantal)分泌。由于致密囊泡分泌广泛存在于神经细胞中,本文的“致密囊泡亚量子化分泌”普适性假说也可能适用于神经致密囊泡分泌。

分子医学研究所吴齐辉博士、张泉峰博士为本文并列第一作者,周专教授为通讯作者。




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