北京大学未来技术学院、生命科学联合中心、生物膜国家重点实验室和麦戈文脑科学研究所周专实验室,9月23日在EMBO Reports上发表论文“Ca2+-independent transmission at the central synapse formed between dorsal root ganglion and dorsal horn neurons”(Wang et al, 2022),在一种哺乳动物中枢神经元之间的突触传导中发现“依赖突触前神经动作电位但不依赖钙信号(CiVDS)”的新型突触传导。突触传导是神经系统中神经元之间信息传递的基础,是神经系统行使包括智能在内的一切生理功能的基础。自从1967年Katz等人提出神经传导的钙离子分泌假说以来,科学家们认为所有类型的突触传导都依赖于钙离子介导的囊泡分泌(CDS)。因为突触传导的重要性,钙离子假说相关的研究也因此荣获了3次诺贝尔生理医学奖并写入教科书中。周专课题组2002年在上海神经所首次报道在DRG感觉神经元胞体存在生理动作电位介导的CiVDS,2004年发现与CiVDS偶联的囊泡膜内吞,2004年课题组到北大工作,2009年报道神经胞体CiVDS分泌的生理意义,2017年揭示CiVDS产生的分子机理,2019年报道交感神经系统(交感神经和肾上腺)。至此CiVDS的最后一个重大基础问题是,它是否存在于基础神经科学的核心关注点突触传导(即神经元之间的化学“第二信使”完成的信号传导)。此次的研究结果表明在体外培养的小鼠脊髓的中枢神经网络中,生理性动作电位诱导的神经突触传导信号(EPSC)中不仅存在经典的CDS(占比<50%),同时也存在CiVDS(占比>50%)。课题组此次的发现极大地拓展了CiVDS的生理意义,因为突触传导在神经系统中起着关键作用,为排他性的经典(1950年以来)钙离子假说做出了重要的修正。
该工作由北京大学周专实验室的王媛(前沿交叉学院2014级博士生,北京大学博雅博士后)、黄荣(前沿交叉学院2014级博士生,北京大学博雅博士后)、柴祖映(现为Johns Hopkins University博士后)、王昌河(现为西安交通大学教授)为共同第一作者;北京大学周专教授为该文的通讯作者。