神经系统作为生物体最重要、最复杂的系统,控制着生物体内各种信息的传递,支持着机体的正常运转。神经系统紊乱所引发的阿尔兹海默症、自闭症、帕金森氏病、脑卒中等严重危害人体健康。神经元与靶细胞间的信息传递是突触前囊泡释放神经递质并与突触后膜上的特异性受体结合实现的,而此过程的前提是钙离子所触发的囊泡膜与突触前膜完成融合。在参与膜融合的众多蛋白中,syntaxin-1的作用及其重要,其参与形成SNARE复合体,从而促进囊泡分泌。研究发现,在质膜上syntaxin-1以单体或多聚体的形式分布,人们对不同形式的syntaxin-1调控囊泡分泌的影响存在分歧。为了研究syntaxin-1的聚集状态到底是否会影响神经递质的释放,是否会影响小鼠正常的生理功能,以及在此过程中与s y n t a x i n-1相互作用的蛋白M u n c 1 8和M u n c 1 3是否参与调控s y n t a x i n-1的聚集等一系列问题,本课题采用光遗传学、电生理学和行为学相结合的手段进行研究。在本课题中,我们选用了蓝光敏感蛋白Au LOV作为体外人为控制s y n t a x i n-1聚集的开关,采用神经元与慢病毒共培养的方式使一系列融合蛋白在神经细胞内表达,并通过全细胞膜片钳记录成熟神经元的电活动。另外,通过AAV病毒在小鼠上丘脑区的表达,一段时间后观察小鼠的掠食性捕食行为。我们的实验结果表明,处于聚集体形式的syntaxin-1阻碍了囊泡的自发和诱发释放,并且严重影响了小鼠的掠食性捕食能力。此外,我们在神经细胞中分别过表达Au LOV标记的syntaxin-1和M u n c 1 8、M u n c 1 3蛋白,记录其电活动。实验结果表明,在囊泡分泌过程中与syntaxin-1相互作用的Munc18的过表达一定程度上可以恢复s y n t a x i n-1因聚集而丧失其促进神经递质释放的能力,但M u n c 1 3不直接参与调控syntaxin-1的聚集/解聚状态变化。这些结果充分表明,维持s y n t a x i n-1的单体状态是保证神经递质精准且快速释放的前提。研究syntaxin-1的聚集/解聚动态变化对神经递质释放的影响,以及M u n c 1 8和M u n c 1 3是否参与调控其状态变化,可以进一步揭示并完善囊泡分泌的分子机制模型,为神经系统疾病的发病原因及治疗提供一定的理论基础,对神经科学乃至人类发展具有一定的意义。