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N-甲基-D-门冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受体是广泛分布于中枢神经系统(CNS)的离子型谷氨酸受体,对突触可塑性、学习记忆以及许多神经精神疾病都具有重要作用。哺乳动物CNS具有一套复杂而精密的机制来动态调控突触NMDA受体的数量和亚型,相关膜转运的细胞生物学过程包括:内化、内化囊泡的分选、或降解、或进入再循环及重新插入细胞膜(上膜)。NMDA受体的内化主要依赖网格蛋白复合体,而上膜主要依赖包括SNARE蛋白复合物在内的出胞蛋白复合物。在树突棘部位,NMDA受体主要沿着肌动蛋白转运,但具体的机制仍不清楚。 蛋白质RIM1α是由Thomas C.Sudhof课题组于1997年首次鉴定出来。他们通过对光受体突触以及脊髓部位运动神经元进行电镜检测,发现RIM1α作为Rab3的效应因子仅位于突触前。之后有大量研究表明,RIM1α与突触前很多蛋白共同介导囊泡与前膜融合,维持正常的神经递质释放和突触前的LTP。 本研究中,通过电镜结合生化和免疫细胞化学的方法首次证明在小鼠的皮层组织中,RIM1α不仅在突触前有表达,在突触后也有表达,拓展了之前人们普遍认为的RIM1α仅存在于突触前的观点。我们还发现,在突触后RIM1α特异性地与NMDA受体复合物结合,而不与AMPA受体结合;RIM1α还直接与Rab11结合,从而介导了NMDA受体循环囊泡的上膜过程,并影响NMDA受体循环囊泡与SNAP25的相互作用。如果敲减RIM1α,则会降低NMDA受体的表面表达,并影响NMDA受体在突触部位的功能。此外,我们还通过阻断RIM1α与Rab11的结合观察到了NMDA受体表面表达的下降以及NMDA受体与SNAP25之间共定位的减少,这个结果进一步强化了之前的结论。即RIM1α通过直接与Rab11结合而介导NMDA受体囊泡与SNAP25之间的联系,从而介导NMDA受体循环囊泡的上膜过程。 综上,本研究使用了生化、分子、免疫细胞化学、电镜、细胞电生理和脑片电生理的实验方法,首次发现RIM1α在突触后的定位及其介导NMDA受体再循环的功能,并初步阐明了相关机制,对于深入解析突触NMDA受体动态调节机制以及探索相关机制与神经精神疾病潜在关联具有重要意义。